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兒童類

81. 電器設備

81. 電器及設備 (7)

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81. 電器設備

章節編輯: NA史密斯


目錄

表格和數字

概況
NA史密斯

鉛酸電池製造
巴里·P·凱利

電池
NA史密斯

電纜製造
大衛·A·奧馬利

電燈管製造
阿爾伯特·齊林斯基

家用電器製造
NA 史密斯和 W. 克洛斯特

環境和公共衛生問題
皮特曼,亞歷山大

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1. 普通電池的組成
2. 製造:家用電器

人物

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82. 金屬加工及金屬加工業

82. 金屬加工及金屬加工行業 (14)

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82. 金屬加工及金屬加工業

章節編輯: 邁克爾·麥肯(Michael McCann)


目錄

表格和數字

概況

冶煉和精煉業務

冶煉和精煉
佩卡羅托

銅、鉛、鋅冶煉和精煉

鋁冶煉和精煉
伯特倫·D·丁曼

黃金冶煉
ID Gadaskina 和 LA Ryzik

金屬加工和金屬加工

鑄造廠
富蘭克林·米勒

鍛造和沖壓
羅伯特·帕克

焊接和熱切割
Philip A. Platcow 和 GS Lyndon

車床
托妮·雷奇

研磨和拋光
K.韋林德

工業潤滑油、金屬加工液和汽車油
理查德·克勞斯

金屬表面處理
JG Jones、JR Bevan、JA Catton、A. Zober、N. Fish、KM Morse、G. Thomas、MA El Kadeem 和 Philip A. Platcow

金屬回收
Melvin E. Cassady 和 Richard D. Ringenwald, Jr.

金屬表面處理和工業塗料中的環境問題
斯圖爾特福布斯

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1. 銅冶煉的輸入和輸出
2. 鉛冶煉的輸入和輸出
3. 鋅冶煉的輸入和輸出
4. 鋁冶煉的輸入和輸出
5. 鑄造爐的種類
6. 過程材料輸入和污染輸出
7. 焊接工藝:說明和危害
8. 危害總結
9. 鋁控制,按操作
10. 銅的控制,按操作
11. 鉛控制,按操作
12. 鋅的控制,按操作
13. 鎂的控制,按操作
14. 汞的控制,按操作
15. 鎳的控制,按操作
16. 貴金屬控制
17. 鎘的控制,按操作
18. 硒的控制,按操作
19. 鈷的控制,按操作
20. 錫的控制,按操作
21. 鈦的控制,按操作

人物

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83. 微電子與半導體

83. 微電子與半導體 (7)

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83. 微電子與半導體

章節編輯: 邁克爾·威廉姆斯


目錄

表格和數字

概況
邁克爾·威廉姆斯

矽半導體製造
David G. Baldwin、James R. Rubin 和 Afsaneh Gerami

液晶顯示器
David G. Baldwin、James R. Rubin 和 Afsaneh Gerami

III-V族半導體製造
David G. Baldwin、Afsaneh Gerami 和 James R. Rubin

印刷電路板和計算機組裝
邁克爾·威廉姆斯

健康影響和疾病模式
唐納德訴拉西特

環境和公共衛生問題
軟木嚼

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1. 光刻膠系統
2. 光刻膠剝離劑
3. 濕化學蝕刻劑
4. 等離子蝕刻氣體和蝕刻材料
5. 用於擴散的結形成摻雜劑
6. 矽外延的主要分類
7. CVD的主要類別
8. 平板顯示器的清潔
9. PWB 工藝:環境、健康和安全
10. PWB 廢物產生和控制
11. PCB 廢物產生和控制
12. 廢物產生與控制
13. 優先需求矩陣

人物

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84. 玻璃、陶器及相關材料

84. 玻璃、陶器及相關材料 (3)

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84. 玻璃、陶器及相關材料

章節編輯: 喬爾·本德和喬納森·P·海勒斯坦


目錄

表格和數字

玻璃、陶瓷及相關材料
Jonathan P. Hellerstein、Joel Bender、John G. Hadley 和 Charles M. Hohman

     案例研究:光纖
     喬治·R·奧斯本

     案例研究:合成寶石
     羅勒海豚

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1. 典型的身體成分
2. 製造過程
3. 精選化學添加劑
4. 美國各行業耐火材料使用情況
5. 潛在的健康和安全隱患
6. 非致命性職業傷害和疾病

人物

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85. 印刷、攝影和復制業

85. 印刷、照相及復制業 (6)

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85. 印刷、攝影和復制業

章節編輯:大衛·理查森


目錄

表格和數字

印刷出版
戈登·C·米勒

複製服務
羅伯特·W·基爾珀

健康問題和疾病模式
巴里·弗里德蘭德

環境問題概述
丹尼爾·R·英格利希

商業攝影實驗室
大衛理查森

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1. 印刷業曝光
2. 印刷業死亡率風險
3. 加工過程中的化學暴露

人物

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86。 木工

86. 木工 (5)

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86。 木工

章節編輯:Jon Parish


目錄

表格和數字

概況
黛布拉·奧辛斯基

木工工藝
喬恩·K·教區

路由機器
擊敗韋格米勒

刨木機
擊敗韋格米勒

健康影響和疾病模式
萊昂·沃肖

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1. 有毒、致敏和具有生物活性的木材品種

人物

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星期三,三月16 2011 18:51

概況

行業概況

電氣設備包括廣泛的設備領域。 不可能包含所有設備項目的信息,因此本章將僅限於涵蓋一些主要行業的產品。 此類設備的製造涉及許多過程。 本章討論從事電池、電纜、電燈和一般家用電氣設備製造工作的人員可能遇到的危險。 它專注於電氣設備; 本章詳細討論了電子設備 微電子和半導體.

行業的演變

電磁感應的開創性發現對當今龐大的電氣工業的發展起到了重要作用。 電化學效應的發現導致電池的發展,作為使用直流系統從便攜式電源為電氣設備供電的一種方式。 隨著依賴主電源供電的設備的發明,需要一個輸電和配電系統,這導致引入了柔性電導體(電纜)。

早期形式的人工照明(即碳弧和氣體照明)被燈絲燈(最初使用碳燈絲,約瑟夫·斯旺於 1879 年 XNUMX 月在英國展出)所取代。 在第二次世界大戰爆發之前,白熾燈在家庭、商業和工業應用中享有前所未有的壟斷地位,在這個階段引入了熒光燈。 其他形式的放電照明,所有這些都依賴於電流通過氣體或蒸汽,隨後被開發出來並在商業和工業中有各種應用。

許多領域(例如,視聽、取暖、烹飪和製冷)的其他電器也在不斷開發,並且此類設備的範圍也在增加。 這是典型的衛星電視和微波爐的介紹。

雖然原材料的可用性和可及性對工業的發展有重大影響,但工業的位置不一定由原材料來源的位置決定。 原材料通常在用於組裝電器和設備之前由第三方進行加工。

勞動力的特徵

現在在該行業工作的人所擁有的技能和專業知識與早年勞動力所擁有的不同。 用於生產和製造電池、電纜、燈具和家用電器的設備高度自動化。

在許多情況下,目前從事該行業的人需要專門培訓才能開展工作。 團隊合作是該行業的一個重要因素,因為許多過程都涉及生產線系統,其中個人的工作取決於其他人的工作。

越來越多的電器生產製造過程依賴於某種形式的計算機化。 因此,員工必須熟悉計算機技術。 這可能不會給年輕員工帶來任何問題,但年長員工可能之前沒有任何計算機使用經驗,他們很可能需要接受再培訓。

該行業的經濟重要性

一些國家比其他國家從電器和設備行業中受益更多。 對於獲得原材料的國家以及組裝和/或建造最終產品的國家,該行業具有重要的經濟意義。 組裝和建造在許多不同的國家進行。

原材料沒有無限的可用性。 廢棄的設備應盡可能重新使用。 然而,回收那些可以重新使用的廢棄設備部件所涉及的成本最終可能會令人望而卻步。

 

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星期三,三月16 2011 20:28

冶煉和精煉

改編自第3版, 職業健康與安全百科全書.

在金屬的生產和精煉中,有價值的成分通過一系列不同的物理和化學反應從無價值的材料中分離出來。 最終產品是含有可控雜質的金屬。 初級熔煉和精煉直接從精礦中生產金屬,而二次熔煉和精煉從廢料和加工廢料中生產金屬。 廢料包括不符合規格或磨損但可以回收利用的零碎金屬零件、棒材、車屑、板材和線材(請參閱本章中的“金屬回收”一文)。

流程概覽

兩種金屬回收技術通常用於生產精煉金屬, 火法冶金 濕法冶金. 火法冶金工藝使用熱量將所需金屬與其他材料分離。 這些工藝利用氧化電位、熔點、蒸氣壓、密度和/或熔化時礦石組分的混溶性之間的差異。 濕法冶金技術與火法冶金工藝的不同之處在於,使用利用成分溶解度和/或電化學性質在水溶液中的差異的技術將所需金屬與其他材料分離。

火法冶金

 在火法加工過程中,礦石經過 受益的 (經破碎、研磨、浮選、烘乾等濃縮),與布袋除塵、助熔劑等其他物料燒結或焙燒(煅燒)而成。 然後將精礦在高爐中熔煉或熔化,以便將所需的金屬熔化成不純的熔融金條。 然後,這些金條會經過第三道火法冶煉工藝,將金屬精煉到所需的純度水平。 每次加熱礦石或金條時,都會產生廢料。 來自通風和工藝氣體的粉塵可能會被收集在布袋除塵器中,並根據殘留金屬含量進行處理或返回工藝。 氣體中的硫也被捕獲,當濃度超過 4% 時,它可以轉化為硫酸。 根據礦石的來源及其殘留金屬含量,還可能會產生各種金屬,例如金和銀作為副產品。

焙燒是一種重要的火法冶金工藝。 硫酸化焙燒用於生產鈷和鋅。 其目的是分離金屬,以便將它們轉化為水溶性形式,以便進一步進行濕法冶金加工。

硫化礦的熔煉產生部分氧化的金屬精礦(冰銅)。 在熔煉中,無價值的材料(通常是鐵)與助熔劑形成熔渣並轉化為氧化物。 有價值的金屬在轉化爐中發生的轉化階段獲得金屬形式。 這種方法用於銅和鎳的生產。 鐵、鉻鐵、鉛、鎂和亞鐵化合物是通過用木炭和熔劑(石灰石)還原礦石而生產的,冶煉過程通常在電爐中進行。 (另見 鋼鐵行業 章。)用於鋁生產的熔鹽電解是火法冶金工藝的另一個例子。

金屬的火法冶金處理所需的高溫是通過燃燒化石燃料或利用礦石本身的放熱反應(例如,在閃速熔煉過程中)獲得的。 閃速熔煉工藝是一種節能火法冶金工藝的一個例子,在該工藝中,精礦中的鐵和硫被氧化。 放熱反應加上熱回收系統,為冶煉節省了大量能源。 該工藝硫磺回收率高,也有利於環境保護。 大多數最近建成的銅和鎳冶煉廠都使用這種工藝。

濕法冶金

濕法冶金工藝的例子有浸出、沉澱、電解還原、離子交換、膜分離和溶劑萃取。 濕法冶金工藝的第一階段是從價值較低的材料中浸出有價值的金屬,例如使用硫酸。 浸出之前通常進行預處理(例如,硫酸化焙燒)。 浸出過程通常需要高壓、氧氣或高溫。 也可以用電進行浸出。 使用不同的方法通過沉澱或還原從浸出溶液中回收所需的金屬或其化合物。 例如,在用氣體生產鈷和鎳時會進行還原。

金屬在水溶液中的電解也被認為是濕法冶金過程。 在電解過程中,金屬離子被還原為金屬。 金屬處於弱酸溶液中,在電流的影響下從中沉澱在陰極上。 大多數有色金屬也可以通過電解來精煉。

冶金工藝通常是火法和濕法冶金工藝的組合,具體取決於要處理的精礦和要精煉的金屬類型。 一個例子是鎳生產。

危害及其預防

預防冶金行業的健康風險和事故主要是一個教育和技術問題。 體檢是次要的,在預防健康風險方面僅起補充作用。 公司內的規劃、生產線、安全和職業健康部門之間和諧的信息交流和協作可以最有效地預防健康風險。

最好和成本最低的預防措施是在新工廠或流程的規劃階段採取的措施。 在規劃新生產設施時,至少應考慮以下方面:

  • 應封閉和隔離空氣污染物的潛在來源。
  • 工藝設備的設計和佈置應便於維修。
  • 應對可能發生突發和意外危險的區域進行持續監控。 應包括足夠的警告通知。 例如,應持續監測可能接觸胂或氰化氫的區域。
  • 應計劃有毒工藝化學品的添加和處理,以避免人工處理。
  • 應盡可能使用個人職業衛生取樣裝置,以評估個體工人的真實暴露情況。 定期對氣體、粉塵和噪音進行固定監測可以提供暴露概況,但在評估暴露劑量方面僅起補充作用。
  • 在空間規劃中,應考慮到未來工藝變更或擴展的要求,以免工廠的職業衛生標準惡化。
  • 應該有一個持續的安全和衛生人員培訓和教育系統,以及工頭和工人。 新員工尤其應該徹底了解潛在的健康風險以及如何在自己的工作環境中預防這些風險。 此外,每當引入新工藝時都應進行培訓。
  • 工作實踐很重要。 例如,在工作場所進食和吸煙導致的個人衛生不良可能會大大增加個人接觸。
  • 管理層應該有一個健康和安全監測系統,為技術和經濟決策提供足夠的數據。

 

以下是在冶煉和精煉過程中發現的一些具體危害和注意事項。

受傷

冶煉和精煉行業的工傷率高於大多數其他行業。 這些傷害的來源包括: 熔融金屬和熔渣的飛濺和溢出導致燒傷; 氣體爆炸和熔融金屬與水接觸引起的爆炸; 與移動的機車、貨車、行車和其他移動設備發生碰撞; 重物墜落; 從高處墜落(例如,在進入起重機駕駛室時); 地板和通道阻塞造成的滑倒和絆倒傷害。

預防措施包括: 充分的培訓、適當的個人防護裝備 (PPE)(例如,安全帽、安全鞋、工作手套和防護服); 良好的存儲、內務管理和設備維護; 移動設備的交通規則(包括規定的路線和有效的信號和警告系統); 和墜落保護計劃。

中暑等熱應激疾病是一種常見的危害,主要是由於來自熔爐和熔融金屬的紅外輻射。 當必須在炎熱的環境中進行繁重的工作時,這尤其是一個問題。

預防熱病可包括在爐前設置水幕或風幕、局部降溫、封閉式空調房、防熱服和風冷服,留出足夠的適應時間、在涼爽的地方休息和充足的供應經常飲用的飲料。

化學危害

在冶煉和精煉操作過程中,可能會接觸到各種各樣的有害粉塵、煙霧、氣體和其他化學品。 尤其是破碎和研磨礦石會導致大量接觸二氧化矽和有毒金屬粉塵(例如,含有鉛、砷和鎘)。 在熔爐維護操作期間也可能存在粉塵暴露。 在冶煉操作期間,金屬煙霧可能是一個主要問題。

粉塵和煙霧的排放可以通過封閉、過程自動化、局部和稀釋排氣通風、材料潤濕、減少材料處理和其他過程變化來控制。 如果這些還不夠,則需要呼吸保護。

許多冶煉作業涉及從硫化礦石和燃燒過程中產生大量一氧化碳的二氧化硫。 稀釋和局部排氣通風 (LEV) 是必不可少的。

硫酸是冶煉操作的副產品,用於電解精煉和金屬浸出。 接觸液體和硫酸霧都可能發生。 需要皮膚和眼睛保護以及 LEV。

某些金屬的冶煉和精煉可能具有特殊的危害。 示例包括鎳精煉中的羰基鎳、鋁冶煉中的氟化物、銅和鉛冶煉和精煉中的砷以及金精煉過程中的汞和氰化物暴露。 這些過程需要它們自己的特殊預防措施。

其他危害

來自熔爐和熔融金屬的眩光和紅外線輻射會導致眼睛受損,包括白內障。 應佩戴合適的護目鏡和麵罩。 除非穿著防護服,否則高水平的紅外輻射也可能導致皮膚灼傷。

破碎和研磨礦石、排氣鼓風機和大功率電爐產生的高噪音會導致聽力受損。 如果無法封閉或隔離噪聲源,則應佩戴聽力保護器。 應制定聽力保護計劃,包括聽力測試和培訓。

電解過程中可能會發生電氣危險。 預防措施包括使用上鎖/掛牌程序進行適當的電氣維護; 絕緣手套、衣服和工具; 以及需要時的接地故障斷路器。

手動提升和處理材料可能會導致背部和上肢受傷。 機械起重輔助設備和適當的起重方法培訓可以減少這個問題。

污染與環境保護

二氧化硫、硫化氫和氯化氫等刺激性和腐蝕性氣體的排放可能會造成空氣污染,並導致工廠內和周圍環境中的金屬和混凝土腐蝕。 植被對二氧化硫的耐受性因森林和土壤的類型而異。 一般來說,常綠喬木比落葉喬木能承受較低濃度的二氧化硫。 微粒排放物可能含有非特定微粒、氟化物、鉛、砷、鎘和許多其他有毒金屬。 廢水出水可能含有多種有毒金屬、硫酸等雜質。 固體廢物可能被砷、鉛、硫化鐵、二氧化矽和其他污染物污染。

冶煉廠管理應包括工廠排放的評估和控制。 這是一項專門工作,只能由完全熟悉從工廠過程中排放的材料的化學性質和毒性的人員來執行。 在規劃控制空氣污染的措施時,必須考慮材料的物理狀態、離開過程的溫度、氣流中的其他材料和其他因素。 還需要維護一個氣象站,保存氣象記錄,並準備好在天氣條件不利於菸道排放物擴散時減少輸出。 實地考察對於觀察空氣污染對住宅區和農業區的影響是必要的。

二氧化硫是主要污染物之一,當其含量足夠時,會以硫酸的形式回收。 否則,為了滿足排放標準,二氧化硫和其他有害氣體廢物通過洗滌來控制。 顆粒物排放通常由織物過濾器和靜電除塵器控制。

銅選礦等浮選過程需要大量的水。 大部分水被循環回工藝中。 浮選過程中產生的尾礦作為泥漿被泵入沉澱池。 水在這個過程中被回收。 含金屬的工藝用水和雨水在排放或回收之前在水處理廠進行淨化。

固相廢物包括冶煉爐渣、二氧化硫轉化為硫酸產生的排放泥漿和地表蓄水池(如沉澱池)產生的污泥。 一些爐渣可以重新濃縮並返回到冶煉廠進行再加工或回收存在的其他金屬。 許多這些固相廢物是危險廢物,必鬚根據環境法規進行儲存。

 

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星期三,三月16 2011 18:52

鉛酸電池製造

鉛酸電池的第一個實用設計由 Gaston Planté 於 1860 年開發,此後產量持續穩步增長。 汽車電池代表了鉛酸技術的主要用途,其次是工業電池(備用電源和牽引力)。 全球一半以上的鉛產量用於電池。

與其他電化學對相比,鉛酸電池的低成本和易於製造應確保未來對該系統的持續需求。

鉛酸蓄電池的正極是過氧化鉛(PbO2) 和高表面積海綿狀鉛 (Pb) 的負電極。 電解液是一種硫酸溶液,比重在 1.21 到 1.30 之間(重量百分比為 28 到 39%)。 放電時,兩個電極都轉化為硫酸鉛,如下所示:

製造工藝

工藝流程圖(圖1)所示的製造工藝描述如下:

圖 1. 鉛酸電池製造工藝

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氧化物製造: 氧化鉛是通過以下兩種方法之一從生鉛(來自熔煉爐的大量鉛)中製造的——巴頓罐或研磨工藝。 在 Barton Pot 工藝中,將空氣吹過熔融鉛以產生細小的鉛滴流。 液滴與空氣中的氧氣反應形成氧化物,氧化物由鉛芯和氧化鉛 (PbO) 塗層組成。

在碾磨過程中,固體鉛(尺寸範圍從小球到完整的鉛)被送入旋轉磨機。 鉛的翻滾動作產生熱量,鉛的表面氧化。 當顆粒在滾筒中滾動時,表面的氧化物層被去除,以暴露出更乾淨的鉛以進行氧化。 氣流將粉末帶到袋式過濾器,並在那裡收集。

網格製作: 板柵主要通過鑄造(自動和手動)生產,或者,特別是對於汽車電池,由鍛造或鑄造鉛合金膨脹而成。

粘貼: 電池糊是通過將氧化物與水、硫酸和一系列專有添加劑混合製成的。 用機器或手工將糊狀物壓入網格中,板通常在高溫烘箱中快速乾燥。

將粘貼好的板材存放在嚴格控制溫度、濕度和時間的烘箱中進行固化。 漿料中的游離鉛會轉化為氧化鉛。

成型、切板、組裝: 電池板以兩種方式之一經歷電形成過程。 在槽化成過程中,將極板放入大容量的稀硫酸浴中,並通過直流電形成正極板和負極板。 乾燥後,極板被切割並組裝成電池盒,它們之間有隔板。 相同極性的極板通過將極板接線片焊接在一起來連接。

在jar formation中,極板在組裝成電池盒後進行電成型。

職業健康危害和控制

領導

鉛是與電池製造相關的主要健康危害。 主要接觸途徑是吸入,但如果對個人衛生注意不夠,攝入也會造成問題。 接觸可能發生在生產的所有階段。

氧化鉛製造具有潛在的危險性。 通過自動化過程來控制暴露,從而使工人遠離危險。 在許多工廠中,該過程由一個人操作。

在柵格鑄造中,通過使用局部排氣通風 (LEV) 以及鉛罐的恆溫控制(鉛煙排放量顯著增加到 500 C 以上),最大限度地減少了鉛煙的暴露。 在熔融鉛頂部形成的含鉛浮渣也會引起問題。 浮渣中含有大量非常細小的灰塵,處理時必須格外小心。

傳統上,粘貼區域會導致高鉛暴露。 這種製造方法通常會導致鉛漿濺到機器、地板、圍裙和靴子上。 這些飛濺物變乾並產生空氣中的鉛塵。 控制是通過保持地板永久濕潤並經常用海綿擦拭圍裙來實現的。

其他部門(成型、板材切割和組裝)的鉛暴露發生在處理乾燥、多塵的板材時。 LEV 以及適當使用個人防護設備可最大限度地減少接觸。

許多國家/地區都制定了限制職業暴露程度的立法,並且存在空氣中鉛和血鉛水平的數值標準。

通常會僱用一名職業衛生專業人員從暴露的工人身上採集血樣。 血液檢測的頻率可以從低風險工人每年一次到高風險部門(例如,粘貼)的每季度一次。 如果工人的血鉛水平超過法定限值,則該工人應停止接觸鉛的任何工作,直到血鉛水平降至醫療顧問認為可接受的水平。

鉛的空氣採樣是對血鉛檢測的補充。 個人而非靜態抽樣是首選方法。 由於結果的固有可變性,通常需要大量的空氣中鉛樣品。 在分析數據時使用正確的統計程序可以提供有關鉛來源的信息,並可以為改進工程設計提供基礎。 定期空氣採樣可用於評估控制系統的持續有效性。

允許的空氣中鉛濃度和血鉛濃度因國家/地區而異,目前範圍為 0.05 至 0.20 mg/m3 和 50 至 80 毫克/分升分別。 這些限制有持續下降的趨勢。

除了正常的工程控制之外,還需要採取其他措施來最大程度地減少鉛暴露。 在任何生產區域都不應進食、吸煙、飲水或嚼口香糖。

應提供合適的洗滌和更衣設施,使工作服與個人衣物和鞋類分開存放。 洗滌/淋浴設施應位於清潔區和臟區之間。

硫酸

在化成過程中,極板上的活性物質轉化為 PbO2 在正極和 Pb 在負極。 當極板充滿電時,地層電流開始將電解質中的水離解為氫氣和氧氣:

正:        

負:      

放氣產生硫酸霧。 牙齒腐蝕曾一度是編隊區工人的普遍特徵。 電池公司傳統上僱用牙醫服務,而且許多公司繼續這樣做。

最近的研究(IARC 1992)表明暴露於無機酸霧(包括硫酸)與喉癌之間可能存在聯繫。 該領域的研究仍在繼續。

英國對硫酸霧的職業接觸標準為1mg/m3. 通過在化成電路上設置 LEV,可以將曝光保持在該水平以下。

接觸腐蝕性硫酸液體的皮膚也值得關注。 預防措施包括個人防護設備、洗眼器和緊急淋浴器。

滑石

滑石粉在某些手工鑄造操作中用作脫模劑。 長期接觸滑石粉塵會引起塵肺病,通過適當的通風和過程控制措施控製粉塵很重要。

人造礦物纖維 (MMF)

隔板用於鉛酸電池中以將正極板與負極板電絕緣。 多年來使用了各種類型的材料(例如,橡膠、纖維素、聚氯乙烯 (PVC)、聚乙烯),但越來越多地使用玻璃纖維隔板。 這些分離器由 MMF 製成。

在礦棉工業的早期,工人患肺癌的風險增加了 (HSE 1990)。 不過,這可能是當時使用的其他致癌物質所致。 儘管如此,確保通過總封閉空間或 LEV 將對 MMF 的任何暴露保持在最低限度是謹慎的。

銻和胂

銻和砷常用於鉛合金,銻(SbH3) 或胂 (AsH3) 可以在某些情況下產生:

    • 當電池過度充電時
    • 當鉛鈣合金的浮渣與鉛銻或鉛砷合金的浮渣混合時。 這兩種浮渣可以發生化學反應,形成銻化鈣或砷化鈣,在隨後的潤濕過程中,可以生成 SbH3 或 AsH3.

       

      銻和胂都是劇毒氣體,其作用是破壞紅細胞。 電池製造期間的嚴格過程控制應防止任何暴露於這些氣體的風險。

      物理危害

      電池製造中也存在各種物理危害(例如,噪音、熔融金屬和酸液飛濺、電氣危害和人工操作),但可以通過適當的工程和過程控制來降低這些風險。

      環境問題

      鉛對兒童健康的影響已得到廣泛研究。 因此,將鉛的環境釋放保持在最低限度非常重要。 對於電池廠來說,污染最嚴重的廢氣排放物應該進行過濾。 所有工藝廢物(通常是酸性含鉛泥漿)都應在污水處理廠進行處理,以中和酸並從懸浮液中沉澱出鉛。

      未來發展

      未來鉛的使用可能會受到越來越多的限制。 從職業的角度來看,這將導致流程自動化程度的提高,從而使工人遠離危險。

       

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      星期三,三月16 2011 20:59

      銅、鉛、鋅冶煉和精煉

      改編自 EPA 1995。

      銅在露天礦和地下礦中開採,具體取決於礦石品位和礦床的性質。 銅礦石通常含有少於 1% 的硫化物礦物形式的銅。 一旦礦石運到地面以上,它就會被破碎並研磨成粉末狀,然後濃縮以進行進一步加工。 在濃縮過程中,磨碎的礦石用水製成漿料,加入化學試劑並向漿料中吹入空氣。 氣泡附著在銅礦物上,然後從浮選槽的頂部撇去。 精礦中含有 20% 至 30% 的銅。 礦石中的尾礦或脈石礦物落到槽底,然後被去除、通過濃縮機脫水並作為漿液輸送到尾礦池進行處理。 該操作中使用的所有水,來自脫水濃縮機和尾礦池,都被回收並循環回工藝中。

      銅可以通過火法冶金或濕法冶金生產,具體取決於用作裝料的礦石類型。 含有硫化銅和硫化鐵礦物的精礦經過火法冶金工藝處理,可生產高純度銅產品。 氧化礦石,其中含有可能在礦山其他部分出現的氧化銅礦物,與其他氧化廢料一起,通過濕法冶金工藝處理,以生產高純度銅產品。

      銅從礦石到金屬的轉化是通過熔煉完成的。 在熔煉過程中,精礦被乾燥並送入幾種不同類型的熔爐中的一種。 在那裡,硫化物礦物被部分氧化並熔化,形成一層冰銅,一種混合的銅鐵硫化物和爐渣,即上層廢物。

      通過轉換進一步處理遮罩。 爐渣從熔爐中取出並儲存或丟棄在現場的爐渣堆中。 出售少量礦渣用於鐵路道碴和噴砂砂礫。 冶煉過程的第三種產品是二氧化硫,這種氣體被收集、純化並製成硫酸用於銷售或用於濕法冶金浸出操作。

      熔煉後,冰銅被送入轉爐。 在此過程中,冰銅被倒入裝有一排管道的水平圓柱形容器(大約 10×4 m)中。 稱為風口的管道伸入氣缸,用於將空氣引入轉爐。 冰銅中加入石灰和二氧化矽,與工藝中產生的氧化鐵反應生成熔渣。 也可以將廢銅添加到轉爐中。 旋轉熔爐,使風口被淹沒,空氣被吹入熔融冰銅中,使剩餘的硫化鐵與氧氣反應形成氧化鐵和二氧化硫。 然後轉爐旋轉,倒出矽酸鐵渣。

      一旦所有的鐵都被移除,轉爐將旋轉回來並進行第二次空氣吹掃,在此期間,剩餘的硫被氧化並從硫化銅中移除。 然後旋轉轉爐以倒出熔融銅,此時稱為粗銅(如此命名是因為如果允許在此處凝固,由於氣態氧和硫的存在,它將具有凹凸不平的表面)。 轉爐產生的二氧化硫被收集起來,與熔煉爐產生的二氧化硫一起送入氣體淨化系統,製成硫酸。 由於其殘留的銅含量,爐渣被回收回熔煉爐。

      粗銅至少含有 98.5% 的銅,分兩步精煉成高純度銅。 第一步是火法精煉,其中將熔化的粗銅倒入圓柱形爐中,外觀類似於轉爐,首先將空氣然後天然氣或丙烷吹過熔體以除去最後的硫和任何來自銅的殘餘氧氣。 然後將熔化的銅倒入鑄輪中,形成足夠純淨的陽極,用於電解精煉。

      在電解精煉中,將銅陽極裝入電解槽中,並在硫酸銅溶液浴中與銅起始板或陰極間隔開。 當直流電通過電池時,銅從陽極溶解,通過電解質傳輸並重新沉積在陰極起始板上。 當陰極堆積到足夠的厚度時,將它們從電解槽中取出,並在其位置放置一組新的起始板。 陽極中的固體雜質作為污泥落到電池底部,最終被收集和處理以回收貴金屬,如金和銀。 這種材料被稱為陽極泥。

      從電解槽中取出的陰極是銅生產商的初級產品,含有 99.99% 的銅。 這些可以作為陰極出售給線材軋機或進一步加工成稱為棒材的產品。 在製造銅棒時,陰極在豎爐中熔化,熔化的銅被倒在鑄造輪上以形成適合軋製成直徑為 3/8 英寸的連續銅棒的銅棒。 該棒材產品被運送到線材廠,在那裡被擠壓成各種尺寸的銅線。

      在濕法冶金過程中,氧化礦石和廢料用冶煉過程中的硫酸浸出。 進行浸出 現場,或在特別準備的堆中,將酸分佈在頂部並使其滲透到收集它的材料中。 浸出墊下方的地面襯有耐酸、不透水的塑料材料,以防止浸出液污染地下水。 一旦收集到富含銅的溶液,它們就可以通過兩種工藝中的任何一種進行處理——滲碳工藝或溶劑萃取/電解沉積工藝 (SXEW)。 在滲碳過程中(今天很少使用),酸性溶液中的銅沉積在廢鐵表面以換取鐵。 當滲出足夠的銅後,富銅的鐵與精礦一起被放入冶煉廠,通過火法冶金途徑回收銅。

      在 SXEW 工藝中,富集浸出液 (PLS) 通過溶劑萃取進行濃縮,萃取銅但不萃取雜質金屬(鐵和其他雜質)。 然後在沉澱池中將載銅有機溶液與浸出液分離。 將硫酸添加到富有機混合物中,將銅剝離到電解液中。 含有鐵和其他雜質的浸出液返回浸出操作,其中的酸用於進一步浸出。 富含銅的剝離溶液被送入稱為電解槽的電解槽中。 電解提取槽不同於電解精煉槽,因為它使用永久性不溶性陽極。 然後將溶液中的銅鍍到起始片狀陰極上,其方式與在電解精煉槽中的陰極上的方式大致相同。 貧銅電解液返回溶劑萃取工藝,用於從有機溶液中剝離更多的銅。 電解提取工藝生產的陰極然後以與電解精煉工藝生產的陰極相同的方式出售或製成棒材。

      通過將銅電鍍到不銹鋼或鈦陰極上,然後剝離電鍍銅,電解沉積槽還用於製備用於電解精煉和電解沉積工藝的起始板材。

      危害及其預防

      主要危害是接觸礦石加工和冶煉過程中的礦塵、冶煉過程中的金屬煙霧(包括銅、鉛和砷)、大多數冶煉操作過程中的二氧化硫和一氧化碳、破碎和研磨操作以及熔爐產生的噪音、來自電解過程中的熔爐、硫酸和電氣危險。

      預防措施包括: 二氧化硫和一氧化碳的局部排氣和稀釋通風; 噪聲控制和聽力保護計劃; 防護服和防護罩、休息時間和應對熱應激的液體; LEV、PPE 和電解過程的電氣預防措施。 通常佩戴呼吸保護裝置以防止灰塵、煙霧和二氧化硫。

      表1列出了銅冶煉和精煉各步驟的環境污染物。

      表 1. 銅冶煉和精煉的過程材料輸入和污染輸出

      過程

      材料輸入

      廢氣排放

      處理廢物

      其他廢物

      銅濃度

      銅礦、水、化學試劑、增稠劑

       

      浮選廢水

      含有石灰石、石英等廢棄礦物的尾礦

      浸銅

      銅精礦、硫酸

       

      不受控制的滲濾液

      堆浸廢物

      銅冶煉

      銅精礦、矽質熔劑

      二氧化硫、含砷、銻、鎘、鉛、汞、鋅的顆粒物

       

      酸廠排污泥漿/污泥、含硫化鐵的爐渣、二氧化矽

      銅轉換

      冰銅、廢銅、矽質助熔劑

      二氧化硫、含砷、銻、鎘、鉛、汞、鋅的顆粒物

       

      酸廠排污泥漿/污泥、含硫化鐵的爐渣、二氧化矽

      電解銅精煉

      粗銅、硫酸

         

      含金、銀、銻、砷、鉍、鐵、鉛、鎳、硒、硫、鋅等雜質的煤泥

       

      領導

      原鉛生產過程包括四個步驟:燒結、熔煉、浮渣和火法精煉。 首先,將主要由硫化鉛形式的鉛精礦組成的原料送入燒結機。 可以添加其他原材料,包括鐵、二氧化矽、石灰石熔劑、焦炭、蘇打、灰分、黃鐵礦、鋅、苛性鹼和從污染控制裝置收集的微粒。 在燒結機中,鉛原料經受熱空氣沖擊,硫被燒掉,產生二氧化硫。 經過此過程後存在的氧化鉛材料含有約佔其重量 9% 的碳。 然後將燒結礦與焦炭、各種回收和清理材料、石灰石和其他助熔劑一起送入高爐進行還原,在高爐中碳充當燃料並熔煉或熔化鉛材料。 熔化的鉛流到熔爐底部,形成四層:“speiss”(最輕的材料,主要是砷和銻); “啞光”(硫化銅和其他金屬硫化物); 高爐礦渣(主要是矽酸鹽); 和鉛塊(按重量計 98% 的鉛)。 然後排出所有層。 精礦和冰銅出售給銅冶煉廠以回收銅和貴金屬。 含有鋅、鐵、二氧化矽和石灰的高爐礦渣堆放起來,部分回收利用。 高爐中的硫氧化物排放來自於燒結進料中的少量殘留硫化鉛和硫酸鉛。

      來自高爐的粗鉛塊在進行精煉操作之前通常需要在釜中進行預處理。 在除渣過程中,金條在除渣釜中攪拌並冷卻至剛好高於其冰點(370 至 425°C)。 由氧化鉛以及銅、銻和其他元素組成的浮渣漂浮到頂部並在熔融鉛上方凝固。

      將浮渣去除並送入浮渣爐以回收無鉛有用金屬。 為了提高銅的回收率,通過添加含硫材料、鋅和/或鋁來處理浮渣鉛塊,將銅含量降低到大約 0.01%。

      在第四步中,使用火法冶金方法精煉鉛塊,以去除任何剩餘的非鉛可銷售材料(例如,金、銀、鉍、鋅和金屬氧化物,如銻、砷、錫和氧化銅)。 鉛在鑄鐵鍋中經過五個階段精煉。 首先除去銻、錫和砷。 然後加入鋅,去除鋅渣中的金和銀。 接下來,通過真空去除(蒸餾)鋅來精煉鉛。 通過添加鈣和鎂繼續精煉。 這兩種材料與鉍結合形成不溶性化合物,可從釜中撇出。 在最後一步中,可將苛性鈉和/或硝酸鹽添加到鉛中以去除任何殘留的痕量金屬雜質。 精煉鉛的純度為 99.90% 至 99.99%,可以與其他金屬混合形成合金,也可以直接鑄造成型。

      危害及其預防

      主要危害是接觸礦石加工和冶煉過程中的礦塵、冶煉過程中的金屬煙霧(包括鉛、砷和銻)、大多數冶煉操作過程中的二氧化硫和一氧化碳、研磨和破碎操作以及熔爐產生的噪音以及熱應激從熔爐。

      預防措施包括: 二氧化硫和一氧化碳的局部排氣和稀釋通風; 噪聲控制和聽力保護計劃; 以及防護服和防護罩、休息時間和應對熱應激的液體。 通常佩戴呼吸保護裝置以防止灰塵、煙霧和二氧化硫。 鉛的生物監測是必不可少的。

      表 2 列出了鉛冶煉和精煉各個步驟的環境污染物。

      表 2. 鉛冶煉和精煉的工藝材料輸入和污染輸出

      過程

      材料輸入

      廢氣排放

      處理廢物

      其他廢物

      鉛燒結

      鉛礦石、鐵、二氧化矽、石灰石熔劑、焦炭、蘇打、灰、黃鐵礦、鋅、苛性鹼、布袋除塵器粉塵

      二氧化硫、含鎘和鉛的顆粒物

         

      鉛冶煉

      鉛礦、焦炭

      二氧化硫、含鎘和鉛的顆粒物

      廠內沖洗廢水、爐渣造粒水

      含有鋅、鐵、矽石和石灰等雜質的爐渣,表面蓄積固體

      鉛渣

      鉛塊、純鹼、硫磺、布袋除塵器、焦炭

         

      含銅等雜質的渣、表面蓄積固體

      鉛精煉

      鉛渣金條

           

       

      鋅精礦是通過破碎和浮選將含鋅量低至 2% 的礦石從廢石中分離出來的,這一過程通常在採礦現場進行。 然後通過以下兩種方式之一將鋅精礦還原為鋅金屬:通過蒸餾進行火法冶金(在爐中乾餾)或通過電解沉積進行濕法冶金。 後者約佔鋅精煉總量的 80%。

      濕法冶煉鋅一般採用四個工藝階段:煅燒、浸出、提純和電積。 煅燒或焙燒是一種高溫過程(700 至 1000 °C),可將硫化鋅精礦轉化為不純的氧化鋅,稱為煅燒。 焙燒爐類型包括多爐床、懸浮床或流化床。 通常,煅燒從含鋅材料與煤的混合開始。 然後加熱或烘烤該混合物以蒸發氧化鋅,然後氧化鋅與所得氣流一起移出反應室。 氣流被引導至布袋除塵器(過濾器)區域,氧化鋅在布袋除塵器粉塵中被捕獲。

      所有的煅燒過程都會產生二氧化硫,二氧化硫受到控制並轉化為硫酸作為可銷售的過程副產品。

      脫硫煅燒的電解處理包括三個基本步驟:浸出、淨化和電解。 浸出是指將捕獲的煅燒物溶解在硫酸溶液中以形成硫酸鋅溶液。 煅燒物可以浸出一次或兩次。 在雙浸出法中,將煅燒物溶解在弱酸性溶液中以去除硫酸鹽。 然後將煅燒物在溶解鋅的更強的溶液中第二次浸出。 第二個浸出步驟實際上是第三個純化步驟的開始,因為許多鐵雜質和鋅一起從溶液中析出。

      浸出後,溶液通過添加鋅粉分兩步或多步進行純化。 溶液被淨化,因為灰塵迫使有害元素沉澱,以便它們可以被過濾掉。 純化通常在大型攪拌罐中進行。 該過程在 40 至 85°C 的溫度範圍和從大氣壓至 2.4 個大氣壓的壓力範圍內進行。 提純過程中回收的元素包括餅狀銅和金屬鎘。 純化後,溶液可用於最後一步,即電解沉積。

      鋅電解沉積發生在電解池中,涉及從鉛銀合金陽極流過鋅水溶液的電流。 該過程使懸浮的鋅帶電並迫使其沉積在浸入溶液中的鋁陰極上。 每 24 到 48 小時,每個電池都會關閉,鍍鋅陰極被移除並沖洗,鋅從鋁板上機械剝離。 然後將鋅精礦熔化並鑄成錠,純度通常高達 99.995%。

      電解鋅冶煉廠包含多達數百個電池。 一部分電能轉化為熱量,從而提高了電解液的溫度。 電解槽在大氣壓力下的工作溫度範圍為 30 至 35°C。 在電解提取過程中,一部分電解液通過冷卻塔以降低其溫度並蒸發其在該過程中收集的水。

      危害及其預防

      主要危害是接觸礦石加工和冶煉過程中的礦塵、精煉和焙燒過程中的金屬煙霧(包括鋅和鉛)、大多數冶煉過程中的二氧化硫和一氧化碳、破碎和研磨操作以及熔爐產生的噪音、來自電解過程中的熔爐、硫酸和電氣危險。

      預防措施包括: 二氧化硫和一氧化碳的局部排氣和稀釋通風; 噪聲控制和聽力保護計劃; 防護服和防護罩、休息時間和應對熱應激的液體; LEV、PPE 和電解過程的電氣預防措施。 通常佩戴呼吸保護裝置以防止灰塵、煙霧和二氧化硫。

      表 3 列出了鋅冶煉和精煉各步驟的環境污染物。

      表 3. 鋅冶煉和精煉的過程材料輸入和污染輸出

      過程

      材料輸入

      廢氣排放

      處理廢物

      其他廢物

      鋅煅燒

      鋅礦、焦炭

      二氧化硫、含鋅和鉛的顆粒物

       

      制酸廠排污泥漿

      鋅浸出

      鋅煅燒、硫酸、石灰石、廢電解液

       

      含硫酸廢水

       

      鋅提純

      鋅酸溶液、鋅粉

       

      含硫酸、鐵的廢水

      銅餅、鎘

      鋅電積

      硫酸/水溶液中的鋅、鉛銀合金陽極、鋁陰極、碳酸鋇或鍶、膠體添加劑

       

      稀硫酸

      電解池粘液/污泥

       

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      星期三,三月16 2011 18:57

      電池

      術語 電池 指個體的集合 細胞, 它可以通過化學反應發電。 細胞被歸類為 or 次要. 在原電池中,產生電子流的化學反應是不可逆的,因此電池不容易充電。 相反,二次電池必須在使用前充電,這是通過使電流通過電池來實現的。 二次電池的優點是它們經常可以通過使用反复充電和放電。

      日常使用的經典原電池是 Leclanché 乾電池,之所以這樣稱呼是因為電解質是糊狀的,而不是液體。 Leclanché電池的典型代表是用於手電筒、便攜式收音機、計算器、電動玩具等的圓柱形電池。 近年來,諸如鋅-二氧化錳電池之類的鹼性電池在此類用途中變得更加普遍。 微型或“鈕扣”電池已用於助聽器、計算機、手錶、照相機和其他電子設備。 氧化銀-鋅電池、汞電池、鋅-空氣電池和鋰-二氧化錳電池是一些示例。 圖 1 是典型鹼性微型電池的剖視圖。

      圖 1. 鹼性微型電池剖視圖

      ELA030F1

      經典的二次電池或蓄電池是鉛酸電池,廣泛用於交通行業。 二次電池也用於發電廠和工業。 可充電、電池供電的工具、牙刷、手電筒等是二次電池的新市場。 鎳鎘二次電池正變得越來越流行,特別是在用於應急照明、柴油機啟動以及固定和牽引應用的袖珍電池中,可靠性、長壽命、頻繁充電和低溫性能超過了它們的額外成本。

      正在開發的用於電動汽車的可充電電池使用硫化鋰亞鐵、鋅氯和鈉硫。

      表1給出了一些常見電池的成分。

      表 1. 常見電池的成分

      類型的電池

      負極

      正極

      電解液

      原代細胞

      勒克朗歇乾電池

      二氧化錳

      水、氯化鋅、氯化銨

      鹼性

      二氧化錳

      氫氧化鉀

      汞(魯本氏細胞)

      氧化汞

      氫氧化鉀、氧化鋅、水

      銀色

      氧化銀

      氫氧化鉀、氧化鋅、水

      二氧化錳

      氯酸鋰,LiCF3SO3

      二氧化硫

      二氧化硫、乙腈、溴化鋰

         

      亞硫酰氯

      氯化鋁鋰

      空氣中的鋅

      氧化鋅、氫氧化鉀

      二次電池

      鉛酸

      領導

      二氧化鉛

      稀硫酸

      鎳鐵(愛迪生電池)

      氧化鎳

      氫氧化鉀

      鎳鎘

      氫氧化鎘

      氫氧化鎳

      氫氧化鉀,可能是氫氧化鋰

      銀鋅

      鋅粉

      氧化銀

      氫氧化鉀

       

      製造過程

      雖然不同類型電池的製造過程存在明顯差異,但有幾個過程是共同的:稱重、研磨、混合、壓縮和乾燥組成成分。 在現代電池工廠中,許多這些過程都是封閉的和高度自動化的,使用密封設備。 因此,在稱重和裝載期間以及設備清潔期間可能會接觸到各種成分。

      在較舊的電池工廠中,許多研磨、混合和其他操作都是手動完成的,或者將成分從過程的一個步驟轉移到另一個步驟也是手動完成的。 在這些情況下,吸入灰塵或皮膚接觸腐蝕性物質的風險很高。 防塵操作的預防措施包括全封閉和機械化處理和稱重粉末、局部排氣通風、日常濕拖和/或吸塵以及在維護操作期間佩戴呼吸器和其他個人防護設備。

      噪音也是一種危害,因為壓縮機和包裝機噪音很大。 噪音控制方法和聽力保護計劃必不可少。

      許多電池中的電解質含有腐蝕性氫氧化鉀。 外殼和皮膚和眼睛保護是指示的預防措施。 暴露於有毒金屬微粒也可能發生,例如氧化鎘、汞、氧化汞、鎳和鎳化合物,以及鋰和鋰化合物,它們在特定類型的電池中用作陽極或陰極。 鉛酸蓄電池,有時稱為蓄電池,可能涉及相當大的鉛暴露危害,在“鉛酸電池製造”一文中單獨討論。

      鋰金屬具有很高的反應活性,因此鋰電池必須在乾燥的環境中組裝,以避免鋰與水蒸氣發生反應。 某些鋰電池中使用的二氧化硫和亞硫酰氯會危害呼吸道。 用於鎳氫電池的氫氣具有火災和爆炸危險。 這些以及新開發的電池中的材料需要採取特殊的預防措施。

      勒克朗謝細胞

      Leclanché 乾電池的生產如圖 2 所示。正極或陰極混合物包含 60% 至 70% 的二氧化錳,其餘部分由石墨、乙炔黑、銨鹽、氯化鋅和水組成。 將乾燥的細磨二氧化錳、石墨和乙炔黑稱重並送入研磨混合機; 加入含有水、氯化鋅和氯化銨的電解液,將配製好的混合物在手動壓片機或壓片機上壓片。 在某些情況下,混合物會在烘箱中乾燥、過篩並在壓片前重新潤濕。 在讓藥片變硬幾天后,在手工餵食的機器上進行檢查和包裝。 然後將團塊放在托盤中並浸泡在電解液中,現在可以進行組裝了。

      圖 2. Leclanché 電池生產

      ELA030F2

      陽極是鋅外殼,由鋅坯料在熱壓機上製備(或將鋅片折疊並焊接到外殼上)。 由浸泡在電解質中的玉米和麵粉澱粉組成的有機凝膠狀糊狀物在大桶中混合。 配料通常是從袋子裡倒出來的,不稱重。 然後用鋅屑和二氧化錳純化混合物。 在電解液中加入氯化汞,與鋅容器內部形成汞齊。 這種糊狀物將形成導電介質或電解質。

      通過將所需量的膠狀糊狀物自動倒入鋅殼中以在鋅容器上形成內襯來組裝電池。 在某些情況下,在添加凝膠狀糊狀物之前,通過倒入並倒空鉻酸和鹽酸的混合物來對錶殼進行鉻酸鹽處理。 然後將陰極團塊放置在外殼的中心位置。 碳棒放置在陰極的中央,用作集電器。

      然後用熔化的蠟或石蠟密封鋅電池並用火焰加熱以提供更好的密封。 然後將電池焊接在一起形成電池。 電池的反應是:

      2氧化錳2 + 2 新罕布什爾州4Cl + Zn → ZnCl2 + H.2O2 + 錳2O3

      工人在稱重、攪拌機裝載、研磨、清潔烤箱、篩選、手壓和包裝過程中可能會接觸到二氧化錳,具體取決於自動化程度、密封外殼和局部排氣通風。 在手工壓制和濕包時,可能會接觸到潮濕的混合物,乾燥後會產生可吸入的粉塵; 暴露於具有輕微腐蝕性的電解質可能會導致皮炎。 個人衛生措施、用於清潔和維護操作的手套和呼吸保護裝置、淋浴設施以及用於工作和便服的單獨儲物櫃可以降低這些風險。 如上所述,包裝機和壓片機可能會產生噪音危害。

      在凝膠狀糊狀物的製造過程中混合是自動進行的,唯一的暴露是在添加材料的過程中。 在將氯化汞添加到膠狀糊狀物的過程中,存在吸入和皮膚吸收以及可能的汞中毒的風險。 LEV 或個人防護設備是必要的。

      在鉻酸鹽處理過程中暴露於鉻酸和鹽酸的溢出物以及暴露於焊接煙霧和加熱密封化合物產生的煙霧也是可能的。 鉻酸鹽處理過程的機械化、使用手套和 LEV 進行熱封和焊接是適當的預防措施。

      鎳鎘電池

      當今製造鎳鎘電極最常用的方法是將活性電極材料直接沉積到多孔燒結鎳基板或板中。 (參見圖 3。)板材是通過將燒結級鎳粉(通常由羰基鎳分解製成)的糊狀物壓入鍍鎳穿孔鋼板(或鎳網或鍍鎳鋼網)的開放網格中製備的然後在烘箱中燒結或乾燥。 然後可以將這些板切割、稱重和鑄造(壓縮)用於特定目的,或者捲成螺旋形用於家用型電池。

      圖 3. 鎳鎘電池生產

      ELA030F3

      然後用硝酸鎳溶液浸漬燒結板作為正極或用硝酸鎘溶液浸漬負極。 這些板經過漂洗和乾燥,浸入氫氧化鈉中形成氫氧化鎳或氫氧化鎘,然後再次洗滌和乾燥。 通常下一步是將正極和負極浸入含有 20% 至 30% 氫氧化鈉的大型臨時電池中。 運行充電-放電循環以去除雜質,並且移除、洗滌和乾燥電極。

      製造鎘電極的另一種方法是製備氧化鎘與石墨、氧化鐵和石蠟混合的糊狀物,將其研磨並最終在滾筒之間壓實以形成活性材料。 然後將其壓入移動的穿孔鋼帶中,將其乾燥,有時壓縮並切成板。 在此階段可以連接接線片。

      接下來的步驟涉及電池和電池組裝。 對於大型電池,然後將單獨的電極組裝成電極組,電極組具有相反極性的板與塑料隔板交錯。 這些電極組可以螺栓連接或焊接在一起,並放置在鍍鎳鋼外殼中。 最近,引入了塑料電池外殼。 電池充滿氫氧化鉀電解質溶液,其中也可能含有氫氧化鋰。 然後將電池組裝成電池並用螺栓固定在一起。 塑料電池可以粘合或粘合在一起。 每個電池都通過一個引線連接器連接到相鄰的電池,在電池的兩端留下正極和負極。

      對於圓柱形電池,將浸漬板組裝成電極組,方法是將由惰性材料隔開的正極和負極纏繞成緊密的圓柱體。 然後將電極筒放入鍍鎳金屬外殼中,加入氫氧化鉀電解液,並通過焊接將電池密封。

      鎳鎘電池充放電所涉及的化學反應為:

      接觸鎘的主要潛在途徑是處理硝酸鎘及其溶液,同時用氧化鎘粉末製成糊狀物和處理乾燥的活性粉末。 在從廢板中回收鎘的過程中也可能發生接觸。 封閉和自動稱重和混合可以在早期步驟中減少這些危害。

      類似的措施可以控制對鎳化合物的接觸。 從羰基鎳生產燒結鎳,雖然是在密封機械中進行的,但可能會接觸到劇毒的羰基鎳和一氧化碳。 該過程需要持續監測氣體洩漏。

      處理苛性鉀或氫氧化鋰需要適當的通風和個人防護。 焊接會產生煙霧並需要 LEV。

      健康影響和疾病模式

      傳統電池製造中最嚴重的健康危害是鉛、鎘、汞和二氧化錳暴露。 鉛危害在本章其他地方討論, 百科全書. 鎘會導致腎臟疾病並致癌。 在美國的鎳鎘電池工廠中發現鎘暴露很普遍,由於血液和尿液中的鎘含量高,許多工人不得不根據職業安全與健康管理局的鎘標準規定進行醫療離職(McDiarmid 等人,1996 年) . 汞會影響腎臟和神經系統。 對幾個汞電池廠的研究表明過度接觸汞蒸氣(Telesca 1983)。 在鹼性乾電池製造中的粉末混合和處理過程中,二氧化錳暴露量很高(Wallis、Menke 和 Chelton,1993 年)。 這會導致電池工人的神經功能缺陷(Roels 等人,1992 年)。 如果吸收過量的錳粉塵,會導致類似於帕金森綜合症的中樞神經系統疾病。 其他值得關注的金屬包括鎳、鋰、銀和鈷。

      接觸電池電解液中使用的氯化鋅、氫氧化鉀、氫氧化鈉和氫氧化鋰溶液會導致皮膚灼傷。

       

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      星期三,三月16 2011 21:05

      鋁冶煉和精煉

      流程概覽

      鋁土礦是通過露天開採提取的。 更豐富的礦石被用作開採。 較低品位的礦石可以通過破碎和洗滌以去除粘土和二氧化矽廢物進行選礦。 金屬的生產包括兩個基本步驟:

      1. 精製. 通過拜耳法從鋁土礦生產氧化鋁,其中鋁土礦在苛性鈉的濃溶液中在高溫高壓下消化。 將所得水合物結晶並在窯爐或流化床煅燒爐中煅燒成氧化物。
      2. 減少. 使用碳電極和冰晶石助熔劑,採用 Hall-Heroult 電解工藝將氧化鋁還原為純鋁金屬。

       

      實驗發展表明,未來鋁可能會通過直接從礦石中還原成金屬。

      目前有兩種主要類型的 Hall-Heroult 電解槽在使用。 所謂的“預烘烤”過程使用如下所述製造的電極。 在此類冶煉廠中,接觸多環烴通常發生在電極製造設施中,尤其是在混煉機和成型壓機期間。 使用 Soderberg 型電池的冶煉廠不需要用於製造烘焙碳陽極的設施。 相反,將焦炭和瀝青粘合劑的混合物放入料斗中,料斗的下端浸入熔融的冰晶石-氧化鋁浴混合物中。 當瀝青和焦炭的混合物被池內的熔融金屬冰晶石浴加熱時,該混合物烘烤成硬石墨塊 現場 金屬棒作為直流電流的導體插入陽極塊中。 這些桿必須定期更換; 在提取這些物質時,大量的煤焦油瀝青揮發物會進入細胞室環境。 向該暴露添加隨著瀝青焦塊的焙燒而產生的那些瀝青揮發物。

      在過去的十年中,該行業傾向於不更換或修改現有的 Soderberg 型還原設施,因為它們存在​​已證明的致癌危害。 此外,隨著電解槽操作自動化程度的提高——尤其是陽極的更換,任務通常由封閉的機械起重機執行。 因此,在現代設施中,工人的暴露和患上與鋁冶煉相關的疾病的風險正在逐漸降低。 相比之下,在那些不容易獲得足夠資本投資的經濟體中,舊的、手動操作的還原過程的持續存在將繼續帶來以前與鋁還原廠相關的那些職業病(見下文)的風險。 事實上,這種趨勢在這些陳舊的、未經改進的手術中往往會變得更加嚴重,尤其是隨著年齡的增長。

      碳電極製造

      預焙電解還原成純金屬所需的電極通常由與此類鋁冶煉廠相關的設施製造。 陽極和陰極最常由磨碎的石油衍生焦炭和瀝青的混合物製成。 焦炭首先在球磨機中研磨,然後輸送並與瀝青機械混合,最後在模壓機中澆鑄成塊。 這些陽極或陰極塊接下來在燃氣爐中加熱數天,直到它們形成堅硬的石墨塊,基本上所有揮發物都已被驅除。 最後,它們連接到陽極棒或鋸槽以接收陰極棒。

      應當注意,用於形成這種電極的瀝青代表從煤或石油焦油中提取的餾出物。 在通過加熱將這種焦油轉化為瀝青的過程中,最終的瀝青產品基本上蒸發掉了所有的低沸點無機物,例如 SO2,以及脂肪族化合物和一環和二環芳香族化合物。 因此,這種瀝青在其使用中不應出現與煤焦油或石油焦油相同的危害,因為這些類別的化合物不應存在。 有一些跡象表明,這種瀝青產品的致癌潛力可能不如與煤不完全燃燒有關的焦油和其他揮發物的更複雜混合物。

      危害及其預防

      鋁冶煉和精煉過程的危害和預防措施與一般冶煉和精煉過程中的危害和預防措施基本相同; 然而,個別過程存在某些特定的危險。

      採礦

      儘管文獻中偶爾會提到“鋁土礦肺”,但幾乎沒有令人信服的證據表明存在這樣一個實體。 但是,應考慮鋁土礦中存在結晶二氧化矽的可能性。

      拜耳法

      在拜耳工藝中大量使用苛性鈉會導致皮膚和眼睛經常發生化學灼傷的風險。 使用氣動錘對儲罐進行除垢會導致嚴重的噪音暴露。 下文討論了與吸入該過程中產生的過量氧化鋁相關的潛在危險。

      參與拜耳工藝的所有工人都應充分了解與處理燒鹼相關的危害。 在所有有風險的地點,應提供帶有自來水和雨淋式淋浴的洗眼器和水盆,並附有說明其用途的通知。 應提供 PPE(例如,護目鏡、手套、圍裙和靴子)。 應提供淋浴和雙儲物櫃(一個儲物櫃存放工作服,另一個儲物櫃存放個人衣物),並鼓勵所有員工在輪班結束時徹底清洗。 應為所有處理熔融金屬的工人提供面罩、呼吸器、手套、圍裙、臂環和防護罩,以保護他們免受灼傷、灰塵和煙霧的傷害。 應為從事 Gadeau 低溫工藝的工人提供特殊的手套和防護服,以保護他們免受電池啟動時釋放的鹽酸煙霧的傷害; 事實證明,羊毛對這些煙霧具有良好的抵抗力。 帶有炭盒或氧化鋁浸漬面罩的呼吸器可提供足夠的防護以防止瀝青和氟煙霧; 有效的防塵口罩對於防止碳粉塵是必要的。 應為接觸更嚴重粉塵和煙霧的工人(尤其是在 Soderberg 操作中)提供供氣式呼吸防護設備。 由於機械化的電解車間工作是在封閉的艙室中遠程進行的,因此這些保護措施將變得不那麼必要了。

      電解還原

      電解還原使工人有可能因熔融金屬飛濺、熱應激障礙、噪音、電氣危險、冰晶石和氫氟酸煙霧而導致皮膚灼傷和事故。 電解還原電池可能會排放大量的氟化物和氧化鋁粉塵。

      炭素電極生產車間應安裝帶袋式除塵器的排風設備; 瀝青和碳研磨設備的外殼進一步有效地減少了對加熱瀝青和碳粉塵的接觸。 應使用合適的採樣設備定期檢查大氣粉塵濃度。 應定期對接觸粉塵的工人進行 X 光檢查,必要時應進行臨床檢查。

      為了降低處理瀝青的風險,這種材料的運輸應盡可能實現機械化(例如,可以使用加熱的公路罐車將液體瀝青運輸到工廠,在那裡它被自動泵入加熱的瀝青罐)。 定期進行皮膚檢查以檢測紅斑、上皮瘤或皮炎也是謹慎的做法,海藻酸鹽基隔離霜可以提供額外的保護。

      從事高溫工作的工人應在炎熱天氣來臨之前接受指導,以增加液體攝入量並在食物中加入大量鹽分。 他們和他們的主管也應該接受培訓,以識別他們自己和他們的同事早期的熱引起的疾病。 所有在這里工作的人都應該接受培訓,以採取必要的適當措施來防止熱病症的發生或發展。

      應為暴露在高噪音水平下的工人提供聽力保護設備,例如耳塞,這些設備可以讓低頻噪音通過(以便感知命令),但可以減少強烈的高頻噪音的傳播。 此外,工人應定期進行聽力檢查以發現聽力損失。 最後,還應培訓人員對觸電事故的受害者進行心肺復蘇。

      熔融金屬飛濺和嚴重燒傷的可能性在還原廠和相關操作的許多場所都很普遍。 除了防護服(例如,手套、圍裙、防護罩和麵罩)外,還應禁止穿著合成服裝,因為熔融金屬的熱量會導致這種加熱的纖維熔化並粘附在皮膚上,進一步加劇皮膚灼傷。

      由於磁場誘發心律失常的風險,應將使用心臟起搏器的個人排除在復位手術之外。

      其他健康影響

      由於使用冰晶石助熔劑而排放的含氟氣體、煙霧和粉塵對工人、普通民眾和環境造成的危害已被廣泛報導(見表 1)。 在生活在控制不佳的鋁冶煉廠附近的兒童中,如果暴露發生在恆牙生長的發育階段,據報導恆牙會出現不同程度的斑點。 在 1950 年之前的冶煉廠工人中,或者在繼續對氟化物廢水控制不充分的地方,已經觀察到不同程度的氟骨症。 這種情況的第一階段包括骨密度的簡單增加,特別是在椎體和骨盆中。 隨著氟化物被進一步吸收到骨骼中,接下來會看到骨盆韌帶的鈣化。 最後,在極端和長期暴露於氟化物的情況下,會注意到椎旁和其他韌帶結構以及關節的鈣化。 雖然在冰晶石加工廠中已經看到了最後一個階段的嚴重形式,但在鋁冶煉廠工人中很少看到這種晚期階段。 顯然,骨骼和韌帶結構中不太嚴重的 X 射線變化與骨骼的結構或代謝功能的改變無關。 通過適當的工作實踐和適當的通風控制,可以很容易地防止從事此類還原操作的工人發生上述任何 X 射線變化,儘管從事此類工作已有 25 至 40 年。 最後,電解車間操作的機械化即使不能完全消除任何與氟化物相關的危害,也應該盡量減少。

      表 1. 鋁冶煉和精煉的過程材料輸入和污染輸出

      過程

      材料輸入

      廢氣排放

      處理廢物

      其他廢物

      鋁土礦精煉

      鋁土礦、氫氧化鈉

      顆粒,腐蝕性/水

       

      含有矽、鐵、鈦、氧化鈣和苛性鹼的殘渣

      氧化鋁澄清沉澱

      氧化鋁漿、澱粉、水

       

      含澱粉、沙子和鹼的廢水

       

      氧化鋁煅燒

      氫氧化鋁

      顆粒物和水蒸氣

         

      初級電解
      鋁冶煉

      氧化鋁、碳陽極、電解槽、冰晶石

      氟化物——氣態和微粒、二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、C2F6 ,CF4 和全氟化碳 (PFC)

       

      用過的鍋墊

       

      自 1980 世紀 1 年代初以來,在鋁還原電解車間的工人中明確證實了一種類似哮喘的病症。 這種異常稱為與鋁冶煉相關的職業性哮喘 (OAAAS),其特徵是氣流阻力可變、支氣管高反應性或兩者兼而有之,並且不會因工作場所以外的刺激而誘發。 其臨床症狀包括喘息、胸悶和呼吸困難以及乾咳,這些症狀通常在工作暴露後延遲數小時出現。 從工作暴露開始到 OAAAS 發作之間的潛伏期變化很大,從 10 周到 XNUMX 年不等,具體取決於暴露的強度和特徵。 這種情況通常會隨著假期等離開工作場所而得到改善,但隨著持續的工作暴露會變得更加頻繁和嚴重。

      雖然這種情況的發生與電解車間的氟化物濃度有關,但尚不清楚這種疾病的病因是否特別是由接觸這種化學試劑引起的。 鑑於粉塵和煙霧的複雜混合物(例如,顆粒和氣態氟化物、二氧化硫以及低濃度的釩、鎳和鉻的氧化物),這種氟化物測量更有可能代表這種複雜的煙霧混合物,電解車間中發現的氣體和微粒。

      目前看來,這種情況是越來越重要的一組職業病之一:職業性哮喘。 導致這種疾病的因果過程很難在個案中確定。 OAAAS 的體徵和症狀可能源於:預先存在的過敏性哮喘、非特異性支氣管高反應性、反應性氣道功能障礙綜合徵 (RADS) 或真正的職業性哮喘。 這種情況的診斷目前是有問題的,需要相容的病史,存在可變的氣流限制,或者在沒有氣流限制的情況下,產生藥理學誘導的支氣管高反應性。 但如果後者無法證明,則該診斷不太可能。 (然而,這種現象最終會在疾病隨著工作暴露的移除而消退後消失。)

      由於這種疾病往往會隨著持續暴露而變得越來越嚴重,受影響的個人通常需要從持續的工作暴露中移除。 雖然預先存在特應性哮喘的個體最初應限制在鋁還原室,但沒有特應性不能預測這種情況是否會在工作暴露後發生。

      目前有報告表明,鋁可能與從事冶煉和焊接這種金屬的工人的神經毒性有關。 已經清楚地表明,鋁通過肺部吸收並以高於正常水平的水平從尿液中排出,特別是在還原室工作人員中。 然而,許多關於此類工人神經系統影響的文獻都基於這樣的假設,即鋁的吸收會導致人體神經毒性。 因此,在這種關聯更可重複地證明之前,鋁和職業神經毒性之間的聯繫目前必須被認為是推測性的。

      由於在更換陽極或在存在熔融冰晶石和鋁的情況下執行其他劇烈工作時偶爾需要消耗超過 300 kcal/h,因此在炎熱天氣期間可能會出現熱障礙。 當天氣最初從溫和的夏季變為炎熱潮濕的夏季時,最有可能發生此類事件。 此外,導致陽極加速更換或在炎熱天氣期間連續兩個工作班次工作的工作實踐也會使工人容易患上這種熱病症。 工人熱適應不充分或身體狀況不佳、鹽攝入量不足或患有並發或近期疾病,在執行此類艱鉅任務時特別容易發生熱衰竭和/或熱痙攣。 中暑在煉鋁廠工人中發生過,但很少發生,除了那些已知有健康易感因素(例如,酗酒、衰老)的人。

      事實證明,接觸與呼吸瀝青煙霧和微粒相關的多環芳烴會使 Soderberg 型還原室人員特別容易患上膀胱癌; 過度的癌症風險還不太確定。 在加熱焦炭和焦油混合物的碳電極工廠中,工人被認為也面臨這種風險。 然而,在電極在約 1,200 °C 下烘烤數天后,多環芳族化合物幾乎完全燃燒或揮發,不再與此類陽極或陰極結合。 因此,使用預烘烤電極的還原電池還沒有被清楚地顯示出會產生這些惡性疾病發展的不當風險。 其他腫瘤(例如,非粒細胞白血病和腦癌)已被建議發生在鋁還原操作中; 目前,此類證據零碎且不一致。

      在電解池附近,在電解車間使用氣動破殼機會產生大約 100 dBA 的噪音水平。 電解還原槽由低壓大電流源串聯運行,因此觸電情況通常不會很嚴重。 然而,在高壓電源與電解車間串聯網絡連接點的電廠,尤其是交流高壓電源,可能會發生嚴重的觸電事故。

      由於人們對與電磁場相關的暴露提出了健康擔憂,因此該行業工人的暴露受到質疑。 必須認識到,提供給電解還原槽的電源是直流電; 因此,電解車間產生的電磁場主要是靜態或駐場類型。 與低頻電磁場相比,此類場更不容易在實驗或臨床上表現出一致或可重現的生物效應。 此外,通常發現在當今牢房中測得的磁場通量水平在目前提出的靜磁場、亞射頻和靜電場的暫定閾值限值範圍內。 暴露於超低頻電磁場的情況也發生在還原廠中,尤其是在與整流器室相鄰的這些房間的遠端。 然而,在附近的電解車間發現的助焊劑水平極低,遠低於現行標準。 最後,關於鋁還原廠中電磁場對健康造成不利影響的連貫或可重複的流行病學證據尚未得到令人信服的證明。

      電極製造

      接觸瀝青煙霧的工人可能會出現紅斑; 暴露在陽光下會引起光敏反應並增加刺激。 在個人衛生不當的碳電極工人中發生了局部皮膚腫瘤的病例; 切除和更換工作後,通常不會發現進一步擴散或複發。 在電極製造過程中,會產生大量的碳和瀝青粉塵。 在此類粉塵暴露嚴重且控制不力的情況下,偶爾會有報導稱碳電極製造商可能會患上具有局灶性肺氣腫的單純性塵肺病,並伴有大塊纖維化病變的發展。 無論是單純型還是複雜型塵肺,都與煤工塵肺的相應病症難以區分。 在球磨機中研磨焦炭會產生高達 100 dBA 的噪音水平。

      編者按:鋁生產行業已被國際癌症研究機構 (IARC) 列為人類癌症的第 1 組已知原因。 多種暴露與其他疾病(例如,“電解池哮喘”)有關,這些疾病在本文檔的其他地方有所描述 百科全書.

       

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      星期三,三月16 2011 19:06

      電纜製造

      電纜有多種尺寸供不同用途使用,從承載超過 100 千伏電力的超高壓電力電纜,到電信電纜。 後者在過去使用銅導體,但這些已被光纖電纜所取代,光纖電纜在更小的電纜中傳輸更多信息。 介於兩者之間的是用於室內佈線目的的通用電纜、其他柔性電纜和電壓低於超張力電纜的電力電纜。 此外,還有更專業的電纜,例如礦物絕緣電纜(在其固有的火災燃燒保護至關重要的地方使用——例如,在工廠、旅館或船上)、漆包線(用作電氣電機繞組)、金屬絲(用於電話聽筒的捲曲連接)、炊具電纜(過去使用石棉絕緣,但現在使用其他材料)等。

      材料和工藝

      導體

      由於其導電性,最常用作電纜導體的材料一直是銅。 銅必須提煉到高純度才能製成導體。 從礦石或廢料中提煉銅是一個兩階段過程:

      1. 在大型熔爐中進行火法精煉以去除不需要的雜質並鑄造銅陽極
      2. 在含有硫酸的電池中進行電解精煉,從中將非常純的銅沉積到陰極上。

       

      在現代工廠中,陰極銅在豎爐中熔化,並連續鑄造和軋製成銅棒。 通過將銅拉過一系列精密模具,在拉絲機上將該桿拉至所需尺寸。 過去,拉絲操作是在一個中心位置進行的,許多機器生產不同尺寸的線材。 最近,較小的自主工廠擁有自己的、較小的拉絲操作。 對於某些專業應用,銅導體鍍有金屬塗層,例如錫、銀或鋅。

      鋁導體用於架空電力電纜,與銅相比,鋁導體較輕的重量彌補了較差的導電性。 鋁導體是通過使用擠壓機通過模具擠壓加熱的鋁坯製成的。

      更專業的金屬導體針對特定應用使用特殊合金。 鎘銅合金已用於架空接觸網(鐵路上使用的架空導線)和電話聽筒中使用的金屬絲。 與純銅相比,鎘增加了抗拉強度,並且用於使懸鏈線不會在支撐件之間下垂。 鈹銅合金也用於某些應用。

      1980 年代初期開發了由高光學質量玻璃連續燈絲組成的光纖,用於傳輸電信信息。 這需要一種全新的製造技術。 四氯化矽在車床上燃燒,在毛坯上沉積二氧化矽。 二氧化矽通過在氯氣氛中加熱而轉化為玻璃; 然後按尺寸繪製,並塗上保護塗層。

      絕緣

      許多絕緣材料已用於不同類型的電纜。 最常見的類型是塑料材料,例如 PVC、聚乙烯、聚四氟乙烯 (PTFE) 和聚酰胺。 在每種情況下,塑料都經過配製以滿足技術規格,並使用擠壓機將其施加到導體的外部。 在某些情況下,可以將材料添加到塑料化合物中以用於特定應用。 例如,一些電力電纜包含用於交聯塑料的矽烷化合物。 如果電纜要埋在地下,則會添加殺蟲劑以防止白蟻吃掉絕緣層。

      一些柔性電纜,特別是地下礦井中的柔性電纜,使用橡膠絕緣層。 需要數百種不同的橡膠混合物來滿足不同的規格,並且需要專業的橡膠複合設備。 橡膠被擠壓到導體上。 它還必須通過熱亞硝酸鹽浴或加壓液體進行硫化。 為了防止相鄰的橡膠絕緣導體粘在一起,它們通過滑石粉被拉出。

      電纜內的導體可以用絕緣體包裹,例如紙(可能已經浸泡在礦物油或合成油中)或云母。 然後通常通過塑料擠出施加外護套。

      已經開發了兩種製造礦物絕緣 (MI) 電纜的方法。 首先,一根銅管中插入了許多實心銅導體,它們之間的空間填充有氧化鎂粉末。 然後通過一系列模具將整個組件拉下至所需尺寸。 另一種技術涉及圍繞由粉末分隔的導體連續焊接螺旋銅。 在使用中,MI 電纜的外層銅護套是接地連接,內部導體承載電流。 雖然不需要外層,但一些客戶出於美觀原因指定使用 PVC 護套。 這是適得其反的,因為 MI 電纜的主要優勢是它不會燃燒,而 PVC 護套在某種程度上抵消了這一優勢。

      近年來,電纜在火災中的行為受到越來越多的關注,原因有兩個:

      1. 大多數橡膠和塑料,即傳統的絕緣材料,在火災中會釋放出大量的煙霧和有毒氣體,在許多引人注目的火災事故中,這一直是導致死亡的主要原因。
      2. 一旦電纜燒穿,導體就會接觸並熔斷電路,因此電力就會丟失。 這導致了用於塑料和橡膠材料的低煙低火 (LSF) 化合物的開發。 然而,應該認識到,火災中的最佳性能始終來自 MI 電纜。

       

      某些電纜使用了許多專用材料。 Supertension 電纜充油以提供絕緣和冷卻性能。 其他電纜使用稱為 MIND、凡士林或鉛護套的碳氫化合物潤滑脂。 漆包線通常是通過在其上塗上溶解在甲酚中的聚氨酯漆包線製成的。

      電纜製造

      在許多電纜中,單獨的絕緣導體被絞合在一起以形成特定的配置。 當電纜被拉過機器時,許多包含單獨導體的捲軸圍繞中心軸旋轉,在稱為 擱淺上籃.

      有些電纜需要防止機械損壞。 這通常由 編織, 其中一種材料交織在柔性電纜的外絕緣層周圍,使得每根線以螺旋形一次又一次地相互交叉。 這種編織電纜(至少在英國)的一個例子是用於電熨斗的電纜,其中使用紡織線作為編織材料。 在其他情況下,鋼絲用於編織,操作稱為 裝甲。

      輔助操作

      較大的電纜裝在直徑達幾米的捲筒上。 傳統上,鼓是木製的,但現在使用的是鋼製的。 木鼓是通過使用機器或氣動釘槍將鋸材釘在一起製成的。 銅鉻砷防腐劑用於防止木材腐爛。 較小的電纜通常裝在紙板捲軸上。

      將電纜兩端連接在一起的操作,稱為 拔節, 很可能必須在偏遠地區進行。 接頭不僅必須具有良好的電氣連接,還必須能夠承受未來的環境條件。 所用的接合劑通常是丙烯酸樹脂,並結合了異氰酸酯化合物和二氧化矽粉末。

      電纜連接器通常由黃銅製成,在自動車床上用棒料製造。 這些機器使用水油乳液進行冷卻和潤滑。 電纜夾由塑料注射機製成。

      危害及其預防

      整個電纜行業最普遍的健康危害是噪音。 最嘈雜的操作是:

      • 拉絲
      • 編辮
      • 銅火精煉廠
      • 銅棒連鑄
      • 電纜捲筒製造。

       

      這些地區的噪音水平超過 90 dBA 是很常見的。 對於拉絲和編織,整體噪音水平取決於機器的數量和位置以及聲學環境。 應規劃機器佈局以盡量減少噪音暴露。 精心設計的隔音罩是控制噪音最有效的方法,但價格昂貴。 銅火精煉和銅桿連鑄的主要噪聲源是燃燒器,燃燒器應設計成低噪聲排放。 在電纜捲筒製造中,氣動釘槍是主要的噪音源,可以通過降低空氣管路壓力和安裝排氣消音器來降低噪音。 然而,在上述大多數情況下,行業規範是為受影響地區的工人提供聽力保護,但由於銅火精煉廠和銅棒連鑄的高溫環境,這種保護會比平時更不舒服。 還應定期進行聽力測試以監測每個人的聽力。

      許多安全隱患及其預防與許多其他製造行業相同。 然而,一些電纜製造機存在特殊的危險,因為它們有許多導體捲軸同時繞兩個軸旋轉。 必須確保機器防護裝置互鎖以防止機器運行,除非防護裝置就位以防止進入運行壓區和其他旋轉部件,例如大型電纜捲筒。 在機器的初始穿線期間,當很可能需要允許操作員進入機器防護裝置內部時,機器應該一次只能移動幾厘米。 聯鎖裝置可以通過使用獨特的鑰匙來實現,該鑰匙可以打開防護裝置,或者必須將其插入控制台才能進行操作。

      應該對飛揚的顆粒物的風險進行評估——例如,如果電線斷裂並飛出。

      防護裝置的設計最好能夠物理地防止此類顆粒接觸到操作員。 如果無法做到這一點,則必鬚髮放並佩戴合適的護目鏡。 拉絲操作通常被指定為必須使用眼睛保護裝置的區域。

      導體

      在任何熱金屬工藝中,例如銅火精煉廠或鑄造銅棒,必須防止水與熔融金屬接觸以防止爆炸。 裝載爐子會導致金屬氧化物煙霧逸出到工作場所。 這應該通過充電門上方有效的局部排氣通風來控制。 類似地,熔融金屬從熔爐向下傳遞到鑄造機和鑄造機本身的流槽也需要得到充分控制。

      電解精煉廠的主要危險是從每個電池中釋放出的硫酸霧。 空氣中的濃度必須保持在 1 mg/m 以下3 通過適當的通風以防止刺激。

      鑄造銅棒時,使用絕緣板或毯子來保存鑄造輪周圍的熱量可能會帶來額外的危險。 在這些應用中,陶瓷材料可能已經取代了石棉,但陶瓷纖維本身必須非常小心地處理,以防止暴露。 這些材料在使用後受熱影響後變得更易碎(即容易破碎),並且由於處理它們而暴露於空氣中的可吸入纖維。

      鋁製電力電纜的製造中存在一種不尋常的危險。 將石墨在重油中的懸浮液施加到擠壓機的壓頭上,以防止鋁坯粘在壓頭上。 由於柱塞很熱,一些材料被燒掉並上升到屋頂空間。 如果附近沒有橋式起重機操作員,並且屋頂風扇已安裝並正常工作,則不會對工人的健康構成威脅。

      製造鎘銅合金或鈹銅合金可能會給相關員工帶來高風險。 由於鎘的沸點遠低於銅的熔點,因此每當將鎘添加到熔融銅中(製造合金必須如此)時,都會產生大量新產生的氧化鎘煙霧。 只有非常仔細地設計局部排氣通風才能安全地執行該過程。 同樣,鈹銅合金的製造需要非常注重細節,因為鈹是所有有毒金屬中毒性最強的,並且具有最嚴格的接觸限值。

      光纖製造是一項高度專業化的高科技業務。 所使用的化學品有其自身的特殊危害,工作環境的控制需要設計、安裝和維護複雜的 LEV 和工藝通風系統。 這些系統必須由計算機監控的控制風門控制。 主要的化學危害來自氯氣、氯化氫和臭氧。 此外,用於清潔模具的溶劑必須在抽氣櫃中處理,並且必須避免皮膚接觸用於塗覆纖維的丙烯酸酯基樹脂。

      絕緣

      塑料複合和橡膠複合操作都存在特殊的危險,必須加以充分控制(參見章節 橡膠工業). 儘管電纜行業可能使用與其他行業不同的化合物,但控制技術是相同的。

      加熱時,塑料化合物會釋放出複雜的熱降解產物混合物,其成分取決於原始塑料化合物及其所處的溫度。 在塑料擠出機的正常加工溫度下,空氣污染物通常是一個相對較小的問題,但謹慎的做法是在擠出機機頭和用於冷卻產品的水槽之間的間隙安裝通風裝置,主要是為了控制鄰苯二甲酸鹽的暴露PVC中常用的增塑劑。 可能需要進一步調查的操作階段是轉換期間。 操作員必須站在擠出機頭上方去除仍然熱的塑料化合物,然後讓新化合物通過(並在地板上)直到只有新顏色通過並且電纜集中在擠出機頭中。 當操作員離擠出機頭太近時,很難在此階段設計有效的 LEV。

      聚四氟乙烯 (PTFE) 有其自身的特殊危險。 它會引起聚合物煙霧熱,其症狀類似於流感。 這種情況是暫時的,但應通過充分控制對加熱化合物的暴露來預防。

      與橡膠的其他用途(例如輪胎行業)相比,使用橡膠製造電纜的風險水平較低。 在這兩個行業中,使用含有 β-萘胺的抗氧化劑 (Nonox S),直至 1949 年停用,導致在停用日期之前接觸過的人在長達 30 年後患上膀胱癌,但在僅在 1949 年之後僱用的人員。 然而,電纜行業並沒有經歷輪胎行業中其他癌症發病率增加的情況,尤其是肺癌和胃癌。 原因幾乎可以肯定,在電纜製造中,擠出機和硫化機是封閉的,員工接觸橡膠煙霧和橡膠粉塵的程度通常比輪胎行業低得多。 橡膠電纜工廠的一個潛在問題是滑石粉的使用。 重要的是要確保只使用非纖維形式的滑石粉(即不含任何纖維透閃石的滑石粉),並將滑石粉應用在具有局部排氣通風裝置的封閉盒中。

      許多電纜都印有識別標記。 在使用現代視頻噴射打印機的地方,由於使用的溶劑量非常小,對健康的風險幾乎可以忽略不計。 然而,其他印刷技術可能會導致大量溶劑暴露,無論是在正常生產過程中,還是在更常見的清潔操作過程中。 因此,應使用合適的排氣系統來控制此類暴露。

      製造 MI 電纜的主要危害是接觸灰塵、噪音和振動。 其中前兩個由其他地方描述的標準技術控制。 振動暴露發生在過去 鍛造, 當通過手動插入帶有旋轉錘的機器在組裝管的末端形成一個點時,該點可以插入拉絲機中。 最近,這種型鍛機已被氣動型取代,這消除了舊方法產生的振動和噪音。

      應通過使用足夠的 LEV 並禁止在易受鉛污染的區域進食、飲水和吸煙來控制鉛護套期間的鉛暴露。 應通過在合格實驗室分析血樣中的鉛含量來進行定期生物監測。

      用於製造漆包線的甲酚具有腐蝕性,並且在非常低的濃度下具有獨特的氣味。 部分聚氨酯在搪瓷烘箱中發生熱降解,釋放出甲苯二異氰酸酯 (TDI),這是一種強效的呼吸道致敏劑。 帶有催化加力燃燒器的烤箱周圍需要良好的 LEV,以確保 TDI 不會污染周圍區域。

      輔助操作

      拔節 運營給兩個不同的工人群體帶來了危險——製造它們的人和使用它們的人。 製造涉及處理纖維化粉塵(二氧化矽)、呼吸致敏物(異氰酸酯)和皮膚致敏物(丙烯酸樹脂)。 必須使用有效的 LEV 來充分控制員工的暴露,並且必須佩戴合適的手套以防止皮膚接觸樹脂。 化合物使用者的主要危害是皮膚對樹脂過敏。 這可能難以控制,因為接縫工可能無法完全避免皮膚接觸,並且通常會在遠離水源的位置進行清潔。 因此,無水洗手液必不可少。

      環境危害及其防治

      總的來說,電纜製造不會導致工廠外產生大量排放物。 這條規則有三個例外。 首先是暴露於用於打印和其他目的的溶劑蒸氣是通過使用將蒸氣排放到大氣中的 LEV 系統來控制的。 此類揮發性有機化合物 (VOC) 的排放是形成光化學煙霧的必要成分之一,因此正受到許多國家監管機構越來越大的壓力。 第二個例外是漆包線製造中可能釋放的 TDI。 第三個例外是,在許多情況下,如果不採取控制措施,電纜所用原材料的製造會導致環境排放。 銅火精煉廠以及鎘-銅或鈹-銅合金製造過程中排放的金屬微粒,都應被輸送到合適的袋式過濾器系統。 同樣,橡膠混煉過程中的任何微粒排放物都應被輸送到袋式過濾器裝置。 光纖製造過程中排放的微粒、氯化氫和氯氣應被輸送到袋式過濾器系統,然後是苛性鈉洗滌器。

       

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      星期三,三月16 2011 21:06

      黃金冶煉

      改編自第 3 版職業健康與安全百科全書。

      個體探礦者(例如在中國和巴西)進行小規模的金礦開採,在地下礦山(例如南非)和露天礦(例如美國)進行大規模開採。

      最簡單的金礦開採方法是淘金,其中包括將含金沙子或礫石裝滿圓形盤子,將其放在水流下並旋轉。 較輕的沙子和碎石逐漸被洗掉,留下金顆粒靠近鍋的中心。 更先進的水力金礦開採包括將強大的水流引向含金礫石或沙子。 這會粉碎材料並通過特殊的水槽將其沖走,黃金在其中沉澱,而較輕的礫石則被漂浮。 對於河流採礦,使用電梯挖泥機,由平底船組成,這些船使用一連串的小桶從河底挖出材料並將其倒入篩分容器(滾筒篩)中。 當水直接作用在材料上時,材料在滾筒篩中旋轉。 含金砂通過滾筒篩的孔眼下沉,落在振動台上進一步濃縮。

      從礦石中提取金有兩種主要方法。 這些是過程 合併氰化. 汞齊化過程基於金與金屬汞形成合金的能力,形成從固態到液態的不同稠度的汞齊。 通過蒸餾掉汞,可以相當容易地從汞合金中去除金。 在內部混汞中,金在礦石被破碎的同時在破碎設備內被分離。 從設備中取出的汞合金在特殊的碗中用水沖洗掉任何雜質。 然後將剩餘的汞從汞合金中壓出。 在外部混汞中,黃金在破碎設備外的混汞器或閘門(覆蓋有銅板的傾斜台)中分離。 在去除汞合金之前,添加新鮮的汞。 然後壓制純化和洗滌的汞齊。 在這兩個過程中,汞都是通過蒸餾從汞合金中去除的。 出於對環境的考慮,如今除了小規模採礦外,合併過程很少見。

      氰化法提取金是基於金能夠形成穩定的水溶性複鹽 KAu(CN)2 當與氰化鉀與氧氣結合時。 金礦石破碎後的礦漿由較大的結晶顆粒(稱為砂)和較小的無定形顆粒(稱為淤泥)組成。 較重的沙子沉積在設備底部並允許溶液(包括淤泥)通過。 黃金提取過程包括將磨細的礦石送入浸出桶,然後過濾氰化鉀或氰化鈉溶液。 通過添加增稠劑和真空過濾將淤泥與氰化金溶液分離。 堆浸,將氰化物溶液倒在水平的粗碎礦石堆上,正變得越來越流行,尤其是低品位礦石和礦山尾礦。 在這兩種情況下,金都是通過添加鋁粉或鋅粉從氰化金溶液中回收的。 在單獨的操作中,將濃酸添加到消化反應器中以溶解鋅或鋁,留下固體金。

      在碳酸、水和空氣以及礦石中存在的酸的影響下,氰化物溶液分解並釋放出氰化氫氣體。 為了防止這種情況,添加鹼(石灰或燒鹼)。 當加入酸以溶解鋁或鋅時,也會產生氰化氫。

      另一種氰化技術涉及使用活性炭去除金。 在用活性炭漿化之前,將增稠劑添加到氰化金溶液中,以保持活性炭懸浮。 通過篩選去除含金木炭,然後使用濃縮的鹼性氰化物酒精溶液提取金。 然後通過電解回收金。 木炭可以通過焙燒重新活化,氰化物可以回收再利用。

      混汞法和氰化法都會產生含有大量雜質的金屬,純金含量很少超過每密耳 900,除非進一步電解精煉以產生高達 999.8 每密耳甚至更高的純度。

      黃金還作為冶煉銅、鉛和其他金屬的副產品回收(參見本章中的“銅、鉛和鋅冶煉和精煉”一文)。

      危害及其預防

      深部金礦是通過地下開採提取的。 這就需要採取措施防止礦井作業中粉塵的形成和擴散。 從含砷礦石中分離金會導致礦工接觸砷,並導致含砷粉塵污染空氣和土壤。

      在黃金的汞提取過程中,當水銀被放入水閘或從水閘中取出時,當汞合金被純化或壓制時,以及當汞被蒸餾掉時,工人可能會接觸到空氣中高濃度的汞; 據報導,汞齊化和蒸餾工人中有汞中毒。 在遠東和南美洲的幾個國家,汞齊化的汞暴露風險已經成為一個嚴重的問題。

      在混汞工藝中,必須將汞放在水閘上,並以確保汞不接觸手部皮膚的方式去除汞合金(通過使用長柄鏟、不透水銀的防護服和很快)。 汞合金的加工和汞的去除或壓制也必須盡可能完全機械化,手不可能接觸到汞; 汞合金的加工和汞的蒸餾必須在單獨的隔離場所進行,該場所的牆壁、天花板、地板、設備和工作表面都覆蓋有不會吸收汞或其蒸氣的材料; 必須定期清潔所有表面,以清除所有的汞沉積物。 所有擬用於涉及使用汞的操作的場所都必須配備一般和局部排氣通風設備。 這些通風系統在汞被蒸餾掉的場所必須特別有效。 汞庫存必須保存在特殊排氣罩下的密封金屬容器中; 必須為工人提供從事汞工作所需的個人防護裝備; 必須對用於合併和蒸餾的場所的空氣進行系統監測。 還應該進行醫學監測。

      氰化工廠中氰化氫對空氣的污染取決於氣溫、通風、處理材料的體積、使用的氰化物溶液的濃度、試劑的質量和開放裝置的數量。 對提金廠工人進行的體檢發現,除了高頻率的過敏性皮炎、濕疹和膿皮病(一種急性炎症性皮膚病,伴有膿液形成)外,還有慢性氰化氫中毒的症狀。

      正確組織氰化物溶液的製備尤為重要。 如果打開裝有氰化物鹽的桶以及將這些鹽送入溶解槽的過程不是機械化的,則氰化物粉塵和氰化氫氣體可能會造成大量污染。 氰化物溶液應通過自動配比泵通過封閉系統加入。 在黃金氰化廠,所有氰化設備都必須保持正確的鹼度; 此外,氰化設備必須密封並配備 LEV,並由充分的全面通風和洩漏監測提供支持。 所有氰化設備和處所的牆壁、地板、空地和樓梯必須用無孔材料覆蓋,並定期用弱鹼性溶液清洗。

      在金泥加工過程中使用酸分解鋅可能會釋放出氰化氫和胂。 因此,這些操作必須在專門配備和隔離的場所進行,並使用局部排氣罩。

      應禁止吸煙,並應為工人提供單獨的飲食設施。 應備有急救設備,其中應包含可立即清除與工人身體接觸的任何氰化物溶液的材料和氰化物中毒的解毒劑。 必須為工人提供不受氰化物影響的個人防護服。

      環境影響

      有證據表明在自然界中暴露於金屬汞蒸氣和汞的甲基化,特別是在黃金加工的地方。 在一項針對巴西金礦區的水、定居點和魚類的研究中,當地消費魚類的可食用部分中的汞濃度幾乎超過巴西建議人類消費水平的 6 倍(Palheta 和 Taylor 1995)。 在委內瑞拉受污染的地區,淘金者多年來一直使用汞從含金沙子和岩粉中分離黃金。 受污染地區表層土壤和橡膠沉積物中的高汞含量構成了嚴重的職業和公共衛生風險。

      廢水中的氰化物污染也是一個很大的問題。 氰化物溶液在釋放前應進行處理或應回收再利用。 例如,在消化反應器中排放的氰化氫氣體在從煙囪排出之前用洗滌器處理。

       

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      星期三,三月16 2011 19:10

      電燈管製造

      燈由兩種基本類型組成:燈絲(或白熾)燈和放電燈。 兩種燈類型的基本組件包括玻璃、各種金屬線件、填充氣體和通常的燈座。 根據燈製造商的不同,這些材料可能是內部製造的,也可能是從外部供應商處獲得的。 典型的燈製造商會製造自己的玻璃燈泡,但可能會從專業製造商或其他燈公司購買其他零件和玻璃。

      根據燈的類型,可以使用各種玻璃。 白熾燈和熒光燈通常使用鈉鈣玻璃。 高溫燈將使用硼矽酸鹽玻璃,而高壓放電燈將使用石英或陶瓷作為電弧管,並使用硼矽酸鹽玻璃作為外殼。 含鉛玻璃(約含 20% 至 30% 的鉛)通常用於密封燈泡的末端。

      在燈結構中用作支撐或連接器的電線可能由多種材料製成,包括鋼、鎳、銅、鎂和鐵,而燈絲則由鎢或鎢釷合金製成。 對支撐線的一項關鍵要求是它必須與玻璃的膨脹特性相匹配,其中線穿透玻璃以傳導燈的電流。 在這種應用中經常使用多部分引線。

      底座(或蓋子)通常由黃銅或鋁製成,當需要戶外使用時,黃銅是首選材料。

      燈絲或白熾燈

      燈絲燈或白熾燈是仍在製造的最古老的燈類型。 它們的名字來源於這些燈產生光的方式:通過將燈絲加熱到足以使其發光的溫度。 雖然幾乎可以用任何類型的燈絲製造白熾燈(早期的燈使用碳),但今天大多數此類燈使用由鎢金屬製成的燈絲。

      鎢絲燈. 這些燈的普通家用版本由一個玻璃燈泡和一個鎢絲燈絲組成。 電流通過支撐燈絲並延伸穿過密封到燈泡的玻璃支架的電線傳導至燈絲。 然後將電線連接到金屬底座,一根電線焊接在底座的中心孔眼處,另一根連接到螺紋外殼。 支撐線採用特殊成分,使其具有與玻璃相同的膨脹特性,防止燈具在使用過程中受熱時漏電。 玻璃燈泡通常由石灰玻璃製成,而玻璃支架則由含鉛玻璃製成。 二氧化硫常用於製備鑲樣。 二氧化硫在高速燈組裝過程中起到潤滑劑的作用。 根據燈的設計,燈泡可能封閉真空或可能使用氬氣或一些其他非反應性氣體填充氣體。

      這種設計的燈使用透明玻璃燈泡、磨砂燈泡和塗有各種材料的燈泡出售。 磨砂燈泡和塗有白色材料(通常是粘土或無定形二氧化矽)的燈泡用於減少透明燈泡中燈絲的眩光。 燈泡還塗有各種其他裝飾塗層,包括燈泡外部的彩色陶瓷和漆以及燈泡內部的其他顏色,例如黃色或粉紅色。

      雖然典型的家用形狀是最常見的,但白熾燈可以製成許多燈泡形狀,包括管狀、球形和反射器,以及許多尺寸和瓦數,從超小型到大型舞台/演播室燈。

      鹵鎢燈. 標準鎢絲燈設計中的一個問題是鎢在使用過程中蒸發並凝結在較冷的玻璃壁上,使其變暗並降低透光率。 在填充氣體中添加鹵素,例如溴化氫或溴甲烷,可以消除這個問題。 鹵素與鎢反應,防止其凝結在玻璃壁上。 當燈冷卻時,鎢會重新沉積在燈絲上。 由於這種反應在較高的燈壓下效果最好,因此鎢鹵素燈通常包含幾個大氣壓的氣體。 通常,鹵素作為燈填充氣體的一部分添加,通常濃度為 2% 或更低。

      鎢鹵素燈也可以使用石英而不是玻璃製成的燈泡。 石英燈泡比玻璃燈泡能承受更高的壓力。 然而,石英燈泡存在潛在危險,因為石英對紫外線是透明的。 雖然鎢絲產生的紫外線相對較少,但長時間近距離照射會使皮膚變紅並引起眼睛刺激。 通過蓋玻片過濾光線將大大減少紫外線的數量,並在燈在使用過程中破裂時提供保護免受熱石英的影響。

      危害和注意事項

      總的來說,無論產品類型如何,燈生產中最大的危害是由於自動化設備的危害以及玻璃燈泡、燈和其他材料的處理。 玻璃割傷和伸入操作設備是最常見的事故原因; 材料處理問題,例如重複運動或背部受傷,尤其令人擔憂。

      鉛焊料經常用在燈上。 對於用於高溫應用的燈,可以使用含鎘焊料。 在自動化燈組裝操作中,接觸這兩種焊料的可能性很小。 在進行手工焊接的地方,如維修或半自動操作,應監測鉛或鎘的暴露情況。

      自 20 世紀中葉以來,燈具製造過程中接觸有害物質的可能性一直在下降。 在白熾燈製造中,以前大量使用氫氟酸或二氟化物鹽溶液腐蝕燈管,製成磨砂燈管。 這在很大程度上已被使用低毒性粘土塗層所取代。 雖然沒有完全替代,但氫氟酸的使用已大大減少。 這種變化降低了因酸引起的皮膚灼傷和肺部刺激的風險。 一些燈具產品外部使用的陶瓷彩色塗層以前含有鉛、鎘、鈷等重金屬顏料,並使用矽酸鉛玻璃料作為成分的一部分。 近年來,許多重金屬顏料已被毒性較小的著色劑所取代。 在仍然使用重金屬的情況下,可以使用毒性較低的形式(例如,用三價鉻代替六價鉻)。

      盤繞鎢絲繼續通過將鎢纏繞在鉬或鋼心軸絲上來製造。 線圈成型並燒結後,使用鹽酸(用於鋼)或硝酸和硫酸的混合物(用於鉬)溶解芯軸。 由於潛在的酸暴露,這項工作通常在通風罩系統中進行,或者最近在完全封閉的溶解器中進行(尤其是在涉及硝酸/硫酸混合物的情況下)。

      鹵鎢燈中使用的填充氣體在完全封閉的系統中添加到燈中,幾乎沒有損失或暴露。 由於其腐蝕性,溴化氫的使用存在其自身的問題。 必須提供 LEV,並且氣體輸送系統必須使用耐腐蝕管道。 某些類型的燈仍在使用釷鎢絲(通常含 1% 至 2% 的釷)。 然而,線狀釷的風險很小。

      二氧化硫必須小心控制。 將材料添加到過程中的任何地方都應使用 LEV。 洩漏檢測器也可用於存儲區域。 由於災難性釋放的潛在後果,使用較小的 75 公斤氣瓶優於較大的 1,000 公斤容器。

      皮膚刺激可能是助焊劑或基礎水泥中使用的樹脂的潛在危害。 一些基礎水泥系統使用多聚甲醛而不是天然樹脂,導致在基礎水泥固化過程中可能會接觸甲醛。

      所有燈都使用化學“吸氣”系統,其中在組裝前將材料塗在燈絲上。 吸氣劑的目的是在燈密封後與燈中的任何殘餘水分或氧氣發生反應並清除它們。 典型的吸氣劑包括氮化磷以及鋁和鋯金屬粉末的混合物。 雖然氮化磷吸氣劑在使用中相當溫和,但處理鋁和鋯金屬粉末可能存在易燃危險。 吸氣劑在有機溶劑中濕塗,但如果材料溢出,乾燥的金屬粉末可能會因摩擦而點燃。 金屬火災必須使用特殊的 D 級滅火器進行滅火,不能用水、泡沫或其他常用材料滅火。 第三種吸氣劑包括使用磷化氫或矽烷。 這些材料可以以低濃度包含在燈的氣體填充物中,或者可以以高濃度添加並在最終氣體填充之前在燈中“閃蒸”。 這兩種材料都是劇毒的; 如果在高濃度下使用,應在現場使用帶有洩漏檢測器和警報器的全封閉系統。

      放電燈管

      放電燈,無論是低壓還是高壓型號,在每瓦特光的基礎上都比白熾燈更有效。 熒光燈已在商業建築中使用多年,並且在家庭中的使用也越來越多。 最近,專門開發了緊湊型熒光燈作為白熾燈的替代品。

      高壓放電燈長期以來一直用於大面積和街道照明。 這些產品的低功率版本也正在開發中。

      熒光燈

      熒光燈因在玻璃管內塗上熒光粉而得名。 這種粉末吸收燈中使用的汞蒸氣產生的紫外線,並將其轉換為可見光並重新發射。

      這種燈中使用的玻璃類似於白熾燈中使用的玻璃,燈管使用石灰玻璃,兩端的支架使用含鉛玻璃。 目前正在使用兩種不同的熒光粉系列。 基於鈣或氯-氟-磷酸鍶的滷代磷酸鹽是較舊的熒光粉,在 1950 年代初開始廣泛使用,當時它們取代了基於矽酸鈹的熒光粉。 第二個磷光體系列包括由稀土製成的磷光體,通常包括釔、鑭等。 這些稀土熒光粉通常具有較窄的發射光譜,並且使用它們的混合物——通常是紅色、藍色和綠色熒光粉。

      熒光粉與粘合劑系統混合,懸浮在有機混合物或水/氨混合物中,並塗在玻璃管的內部。 有機懸浮液使用乙酸丁酯、乙酸丁酯/石腦油或二甲苯。 由於環境法規,水基懸浮液正在取代有機懸浮液。 一旦塗上塗層,它就會在管子上乾燥,然後將管子加熱到高溫以去除粘合劑。

      一個支架連接到燈的每一端。 現在將水銀引入燈中。 這可以通過多種方式完成。 雖然在某些地區,汞是手動添加的,但主要的方式是自動添加,燈管垂直或水平安裝。 在立式機器上,燈一端的安裝桿是封閉的。 然後將水銀從上方滴入燈內,燈內充滿低壓氬氣,密封頂部安裝桿,將燈完全密封。 在臥式機器上,水銀從一側引入,而燈從另一側排出。 再次加入氬氣至適當壓力,將燈管兩端密封。 密封後,將蓋子或底座添加到末端,然後將引線焊接或焊接到電觸點上。

      可以使用兩種其他可能的引入汞蒸氣的方法。 在一個系統中,汞包含在浸汞條上,在燈首次啟動時會釋放汞。 在另一個系統中,使用的是液態汞,但它包含在一個附在支架上的玻璃膠囊中。 在燈密封並耗儘後,膠囊破裂,從而釋放出汞。

      緊湊型熒光燈是標準熒光燈的小型版本,有時包括電子鎮流器作為燈的一個組成部分。 緊湊型熒光燈通常會使用稀土熒光粉的混合物。 一些緊湊型燈將包含一個輝光啟動器,其中包含少量放射性材料以幫助啟動燈。 這些輝光啟動器通常使用氪 85、氫 3、钷 147 或天然釷來提供所謂的暗電流,這有助於燈更快地啟動。 從消費者的角度來看,這是可取的,因為消費者希望燈立即啟動,而不會閃爍。

      危害及注意事項

      熒光燈製造已經發生了相當多的變化。 含鈹熒光粉的早期使用於 1949 年停止,消除了熒光粉生產和使用過程中嚴重的呼吸危害。 在許多操作中,水基熒光粉懸浮液已經取代了熒光燈塗層中的有機懸浮液,減少了工人的暴露並減少了揮發性有機化合物向環境的排放。 水基懸浮液確實涉及到一些最小的氨暴露,特別是在懸浮液的混合過程中。

      汞仍然是熒光燈製造過程中最受關注的材料。 雖然除排氣機周圍外的暴露相對較低,但駐紮在排氣機周圍的工人、在這些機器上工作的機械師以及在清理操作期間可能會有大量接觸。 應使用個人防護設備,例如工作服和手套以避免或限制接觸,並在需要時使用呼吸保護設備,尤其是在維護活動和清理期間。 應為熒光燈製造場所製定包括尿液汞分析在內的生物監測計劃。

      目前生產的兩種磷光體系統使用的材料被認為具有相對較低的毒性。 雖然母體磷光體的某些添加劑(例如鋇、鉛和錳)具有由各種政府機構制定的暴露限值,但這些成分通常以相對較低的百分比存在於組合物中。

      酚醛樹脂在燈的端蓋中用作電絕緣體。 水泥通常包括天然和合成樹脂,其中可能包括皮膚刺激物,例如六亞甲基四胺。 自動混合和處理設備限制了皮膚接觸這些材料的可能性,從而限制了皮膚刺激的可能性。

      高壓汞燈

      高壓汞燈包括兩種相似類型:僅使用汞的燈和使用汞和各種金屬鹵化物的混合物的燈。 燈的基本設計是相似的。 兩種類型都使用含有汞或汞/鹵化物混合物的石英弧管。 然後將該電弧管封裝在堅硬的硼矽酸鹽玻璃外護套中,並添加金屬底座以提供電觸點。 外套可以是透明的,也可以塗有漫射材料或磷光體以改變光的顏色。

      汞燈 燈的石英弧光管中只含有汞和氬。 水銀在高壓下會產生藍光和紫外線含量高的光。 石英弧光管對紫外線是完全透明的,如果外護套破損或被拆除,它是一種強大的紫外線光源,可對暴露在外的人造成皮膚和眼睛灼傷。 雖然典型的水銀燈設計在外殼被移除後仍會繼續運行,但製造商也提供了一些採用融合設計的型號,如果外殼破損就會停止運行。 在正常使用期間,外護套的硼矽酸鹽玻璃會吸收大部分紫外線,因此完好無損的燈泡不會造成危險。

      由於汞燈光譜中的藍光含量高,外護套的內部經常塗有磷光體,例如釩酸釔磷酸鹽或類似的紅色增強磷光體。

      金屬鹵化物燈 電弧管中也含有汞和氬,但添加了金屬鹵化物(通常是鈉和鈧的混合物,可能還有其他)。 添加金屬鹵化物增強了燈的紅光輸出,產生了具有更平衡光譜的燈。

      危害及注意事項

      除汞外,高壓汞燈生產中使用的潛在危險材料包括外殼上使用的塗層材料和金屬鹵化物燈中使用的滷化物添加劑。 一種塗層材料是一種簡單的漫射器,與白熾燈中使用的相同。 另一種是顏色校正熒光粉、釩酸釔或磷酸釩酸釔。 雖然與五氧化二釩相似,但釩酸鹽被認為毒性較小。 暴露於鹵化物材料通常並不重要,因為鹵化物在潮濕空氣中發生反應,在處理和使用期間必須保持乾燥並處於惰性氣氛中。 同樣,雖然鈉是一種高活性金屬,但也需要在惰性氣氛下處理,以避免金屬氧化。

      鈉燈

      目前生產兩種類型的鈉燈。 低壓燈僅包含金屬鈉作為發光源並產生高度黃光。 高壓鈉燈使用汞和鈉來產生更白的光。

      低壓鈉燈 有一個玻璃管,其中包含金屬鈉,封閉在第二個玻璃管中。

      高壓鈉燈 在高純度陶瓷氧化鋁電弧管中含有汞和鈉的混合物。 除了電弧管的組成以外,高壓鈉燈的結構與汞燈和金屬鹵化物燈基本相同。

      危害及注意事項

      在高壓或低壓鈉燈的製造過程中幾乎沒有獨特的危害。 在這兩種燈類型中,鈉都必須保持乾燥。 純金屬鈉會與水劇烈反應,產生氫氣和足夠的熱量來引燃。 留在空氣中的金屬鈉會與空氣中的水分發生反應,在金屬上形成一層氧化物塗層。 為避免這種情況,通常在乾燥的氮氣或氬氣氣氛下,在手套箱中處理鈉。 對於製造高壓鈉燈的場所,需要採取額外的預防措施來處理汞,類似於那些製造高壓汞燈的場所。

      環境和公共衛生問題

      含汞燈的廢物處理和/或回收是過去幾年在世界許多地區受到高度關注的問題。 雖然從成本的角度來看充其量是一種“收支平衡”操作,但目前存在從熒光燈和高壓放電燈中回收汞的技術。 目前燈材料的回收更準確地描述為回收,因為燈材料很少被再加工和用於製造新燈。 通常,金屬零件被送到廢金屬經銷商處。 回收的玻璃可用於製造玻璃纖維或玻璃塊,或用作水泥或瀝青路面的骨料。 回收可能是成本較低的替代方案,具體取決於回收的位置和可用性以及危險或特殊廢物處理選項。

      熒光燈裝置中使用的鎮流器以前包含使用 PCB 作為電介質的電容器。 雖然含 PCB 鎮流器的生產已經停止,但由於預期壽命較長,許多較舊的鎮流器可能仍在使用。 含 PCB 鎮流器的處置可能受到監管,可能需要作為特殊或危險廢物處置。

      玻璃製造,尤其是硼矽酸鹽玻璃,可能是 NO 的重要來源x 排放到大氣中。 最近,純氧代替空氣已被用於燃氣燃燒器作為減少 NO 的手段x 排放。

       

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      星期三,三月16 2011 19:12

      家用電器製造

      改編自第 3 版職業健康與安全百科全書。

      家用電器行業負責製造範圍廣泛的各種設備,包括為視聽、烹飪、加熱、食品準備和儲存(冷藏)用途設計的電器。 此類器具的生產和製造涉及許多高度自動化的過程,這些過程可能具有相關的健康危害和疾病模式。

      製造過程

      用於製造家用電器的材料可分為:

        1. 通常用於電纜和電器結構和/或框架中的電導體的金屬
        2. 用於防止意外接觸帶電電氣設備的電介質或絕緣材料
        3. 油漆和飾面
        4. 化學藥品。

               

              表 1 顯示了所提及的四類材料的示例。

              表 1. 家用電器製造中使用的材料示例

              金屬

              電介質

              油漆/飾面

              化學製品

              鐵件

              無機材料(如雲母)

              塗料

              塑料(例如 PVC)

              領導

              我們的乳膠

              清漆

              溶劑類

              有機矽材料

              耐腐蝕處理

               

              水星

              其他聚合物(如尼龍)

                 

              注:鉛和汞在家用電器製造中越來越普遍

              家用電器行業使用的材料必須滿足嚴格的要求,包括承受正常操作中可能遇到的搬運的能力、承受金屬疲勞的能力以及不受任何其他工藝或處理影響的能力立即或長時間後使用該設備是危險的。

              工業中使用的材料通常會在設備組裝階段收到,這些材料已經經歷了多個製造過程,每個過程都可能有其自身的危害和健康問題。 這些危害和問題的詳細信息在本文其他部分的相應章節中進行了討論 百科全書。

              製造過程因產品而異,但通常會遵循圖 1 所示的生產流程。該圖表還顯示了與不同過程相關的危害。

              圖 1. 製造過程順序和危害

              ELA060F1

              健康和安全問題

              火災和爆炸

              工業中使用的許多溶劑、油漆和絕緣油都是易燃物質。 這些材料應存放在合適的陰涼乾燥場所,最好存放在與生產設施分開的防火建築中。 容器應清楚地貼上標籤,不同的物質應按照其閃點和風險等級的要求妥善分開或分開存放。 對於絕緣材料和塑料,重要的是要獲得有關所用每種新物質的可燃性或火災特性的信息。 現在在工業中大量使用的粉狀鋯也是一種火災隱患。

              從儲藏室發出的易燃物質的數量應保持在生產所需的最低數量。 倒出易燃液體時,可能會形成靜電,因此所有容器都應接地。 必須提供滅火器具,並指導店內人員使用。

              部件的噴漆通常在專門建造的噴漆房中進行,噴漆房必須有足夠的排氣和通風設備,當與個人防護設備 (PPE) 一起使用時,將創造一個安全的工作環境。

              焊接時,應採取特殊的防火措施。

              事故

              原材料、零部件和成品的接收、存儲和發送可能會引發絆倒、墜落、高空墜物、叉車等事故。 手動材料處理也會產生人體工程學問題,只要有可能,自動化就可以緩解這些問題。

              由於該行業採用了許多不同的工藝,因此工廠中不同車間的事故危害會有所不同。 在零部件生產過程中,使用機床、動力壓力機、注塑機等都會存在機械危險,高效的機械防護必不可少。 在電鍍過程中,必須採取預防措施防止腐蝕性化學品的飛濺。 在組件組裝過程中,組件從一個過程不斷移動到另一個過程意味著因廠內運輸和機械搬運設備而發生事故的危險很高。

              質量檢測不會引起任何特殊的安全問題。 然而,性能測試需要特別的預防措施,因為測試通常是在半成品或未絕緣的設備上進行的。 電氣試驗時,應對所有帶電元件、導體、端子和測量儀器進行保護,以防止意外接觸。 工作場所應被屏蔽,禁止未經授權的人員進入並張貼警告告示。 在電氣測試區域,特別建議設置緊急開關,開關應位於顯著位置,以便在緊急情況下能夠立即切斷所有設備的電源。

              對於發射X射線或含有放射性物質的測試器具,有輻射防護規定。 主管主管應負責遵守規定。

              使用壓縮氣體、焊接設備、激光、浸漬設備、噴漆設備、退火和回火爐以及高壓電氣裝置存在特殊風險。

              在所有維修和維護活動中,適當的上鎖/掛牌程序是必不可少的。

              健康危害

              與家用電氣設備製造相關的職業病數量相對較少,通常不被認為是嚴重的。 確實存在的此類問題的典型代表是:

                • 由於使用溶劑、切削油、與環氧樹脂和多氯聯苯 (PCB) 一起使用的硬化劑而導致皮膚狀況的發展
                • 由於在噴砂過程中吸入二氧化矽而導致矽肺病(儘管沙子越來越多地被毒性較小的噴砂劑所取代,例如剛玉、鋼砂或鋼丸)
                • 油漆和脫脂過程中吸入溶劑蒸氣導致的健康問題,以及使用含鉛顏料、搪瓷等導致的鉛中毒。
                • 過程中產生的不同程度的噪音。

                       

                      在可能的情況下,應該用危險性較小的物質代替劇毒溶劑和氯化化合物; 在任何情況下都不應使用苯或四氯化碳作為溶劑。 鉛中毒可以通過更安全的材料或技術的替代以及嚴格應用安全工作程序、個人衛生和醫療監督來克服。 如果存在暴露於危險濃度大氣污染物的危險,應定期監測工作場所的空氣,並在必要時採取適當措施,例如安裝排氣系統。 可以通過封閉噪聲源、在工作室內使用吸音材料或使用個人聽力保護裝置來降低噪聲危害。

                      在新工廠或運營的設計和規劃階段應召集安全工程師和工業醫師,並在流程啟動前消除流程或機器的危險。 隨後應定期檢查機器、工具、廠房、運輸設備、消防設備、車間和測試區域等。

                      工人參與安全工作是必不可少的,主管應確保個人防護設備可用並在必要時佩戴。 應特別注意新工人的安全培訓,因為他們在事故中所佔比例較高。

                      工人應接受入職前體檢,如果有可能接觸危險,則應進行必要的定期檢查。

                      生產單個組件的許多過程都會涉及廢料的剔除(例如,金屬板材或棒材上的“切屑”),並且此類材料的處置必須符合安全要求。 此外,如果此類工藝廢物無法返回給生產商或製造商進行回收利用,則其後續處理必須通過認可的工藝進行,以避免污染環境。

                       

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